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超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)是一种具有超高强度和韧性的新型水泥基复合材料,其主要通过掺入超细胶凝材料和高效减水剂而获得,往往有着极低的水胶比和致密的孔结构,其抗拉强度和韧性要远高于普通混凝土,因此常常被用于对抗拉承载力有较高要求的结构,从而提高结构刚度,增强结构的耐久性,提高结构的疲劳寿命。由于UHPC基体材料依然有着高脆性,所以UHPC材料的抗拉强度和韧性主要依靠钢纤维的掺入,因此钢纤维对UHPC材料的韧性和抗拉强度有重要影响。本文选取了直线型和端钩型两种不同类型的钢纤维,分析对比了不同长径比和不同掺量的纤维对UHPC流动性、力学性能以及裂后性能的影响,并且通过荷载-挠度曲线分析了不同钢纤维对UHPC弯曲韧性的影响,通过荷载-裂缝张口位移曲线反分析计算得到了 UHPC材料裂后的应力-缝宽本构关系,讨论了不同的钢纤维对UHPC裂后应力-缝宽关系的影响。根据试验结果,分析得出了以下结论:(1)钢纤维类型对UHPC的流动性和力学性能有一定的影响,试验表明端钩型纤维混凝土的流动性要低于直线型纤维混凝土,但端钩型纤维混凝土的抗压强度以及弯曲韧性均要优于直线型纤维混凝土。且端钩型钢纤维在UHPC材料开裂后拉应力的提高效果要优于直线型钢纤维,在应力软化阶段,端钩型钢纤维混凝土的应力下降曲线比较平缓,而直线型钢纤维材料的应力下降曲线则比较陡峭。(2)纤维掺量对UHPC材料的流动性和力学性能以及裂后性能有显著影响,随着纤维掺量的提高,UHPC的流动性显著下降,但UHPC的抗压强度、抗折强度以及弯曲韧性有明显提高,且UHPC材料裂后的应力也有所提高,但应力的增幅却缓慢减小,考虑材料性能和经济因素,对于UHPC裂后的应力提高效果钢纤维存在最佳掺量。(3)纤维掺量较低时,纤维的长径比对UHPC的流动性和强度影响并不明显,但在较高的纤维掺量情况下,长径比越长的纤维其流动性越差,其抗压强度和抗折强度也越高,但纤维长径比对UHPC抗压强度的提高效果不如抗折强度明显。长径比对UHPC裂后的性能有直接影响,随着纤维长径比的提高,UHPC材料裂后的应力增幅也有所增加,材料韧性明显改善,但在较高纤维掺量情况下,长径比过长的钢纤维会因为纤维在基体中分散不均匀,导致UHPC材料裂后应力反而有所下降,故应当选择长度适当,长径比适中的钢纤维。