基于分形理論的玄武巖筋廢舊鋼纖維混凝土梁受彎性能研究

范小春，吳 偉，袁云林

(1.武漢理工大學土木工程與建筑學院，武漢 430070；2.新十建設集團有限公司，武漢 430070)

0 引 言

纖維增強聚合物(Fiber Reinforced Polymer，FRP)筋是一種高性能的新型筋材，在混凝土結構中有廣泛應用前景[1]。其中玄武巖(BFRP)筋因其高性價比、高強度和耐腐蝕等優勢，得到工程界廣泛認可[2-4]。但由于FRP筋彈性模量低、線彈性等特征，導致FRP筋混凝土結構多伴隨裂縫較寬和變形較大等缺陷，使其在實際工程中的應用存在局限性。國內外有學者通過在混凝土中摻入工業鋼纖維來改善這一問題[5-7]。同時，有研究表明回收廢舊輪胎中的鋼纖維(Recycled Steel Fiber，RSF)，將其替代傳統工業鋼纖維是降低鋼纖維混凝土成本和改善廢棄輪胎帶來的環境污染問題的有效方法[8-11]，但有關廢舊鋼纖維混凝土的報道仍集中于基本力學性能研究。因此，對FRP筋廢舊鋼纖維混凝土結構力學性能的研究具有深遠意義。

分形幾何學(Fractal Geometry)是研究自然界不規則幾何圖形的有效手段，運用分形理論可對混凝土結構表面裂縫的演化進行定量分析，為研究其力學性能提供新方法。目前，許多國內外學者運用分形理論對混凝土表面裂縫展開了研究。Viktor[12]運用分形理論對混凝土的斷裂性能進行研究，結果表明混凝土斷裂面粗糙程度和裂縫形態均與混凝土的非勻質性直接相關。Alireza等[13]通過分形理論對混凝土表面裂縫進行了分析，發現混凝土表面裂縫的曲率和粗糙度均滿足自相似性。李艷艷等[14]通過對高強箍筋混凝土梁受剪過程中產生的裂縫進行分形特征描述，發現分形維數可以用來表征裂縫的分布情況和梁損傷程度。……