力学季刊

作者：周思妤, 吴佰建, 郭小明

关键词：界面；相场法；钢纤维；超高性能混凝土；失效机制

本研究基于相场法构建纤维-界面-基体三相细观模型，研究了钢纤维增强超高性能混凝土(Steel Fiber reinforced Ultra-High Performance Concrete, SF-UHPC)横向拉伸载荷下的裂纹扩展与损伤失效机制．引入有限宽度界面层，模拟了裂纹在界面区域的萌生、偏折及扩展行为，并对比分析了SF-UHPC、钢纤维增强普通混凝土(Steel Fiber reinforced Normal Concrete, SF-NC)及玄武岩纤维增强超高性能混凝土(Basalt Fiber reinforced Ultra-High Performance Concrete, BF-UHPC)在含有初始基体缺陷、含有初始界面缺陷以及无初始缺陷三种情况下的失效模式．结果表明：本文采用的方法可以实现纤维增强水泥基材料基体-界面复杂损伤演化机制的数值模拟．SF-UHPC表现出以界面主导裂纹扩展为主的失效机制，而SF-NC更多的是基体脆性断裂，BF-UHPC则是纤维断裂-界面削弱-基体断裂多阶段的特征．SF-UHPC在三种工况中均表现出最佳抗裂性能和延性，无初始缺陷时，SF-UHPC裂纹仍是从界面处萌生，与界面裂纹模拟结果接近，峰值承载力和断裂位移均最高，峰值荷载分别较SF-NC和BF-UHPC提升210.3%和46.3%，延性提升113.0%和8.89%.

来源：2025年第4期

《力学季刊》期刊编辑部

查看力学季刊杂志2025年第4期