Нова концепція фібронабризкбетону для геотехнічного застосування

Abstract

Підвищення механічних властивостей фібронабризкбетону шляхом вибору правильного матеріалу, діаметру та довжини фібр, дозволяє застосовувати цей матеріал як кріплення гірничих виробок або вибухостійке покриття різних конструкцій. Прогнозування міцності композиту на розтягування в залежності від розмірів фібр є важливим для вибору правильних діаметру та довжини гладких фібр круглого перерізу та характеризується різними механізмами руйнування та зчепленням фібр з матрицею. У роботі запропоновано використовувати питому площу поверхні фібр для розрахунку межі міцності фібронабризкбетону на розтягнення та наведено формули для їхнього розрахунку. При чисельному моделюванні застосовані експериментальні данні, отримані при висмикуванні фібр з матриці іншими авторами, та побудовані аналітичні залежності межі міцності на розтягнення від діаметру і довжини гладких фібр. Це дозволило встановити діапазон діаметрів при яких гладкі фібри не висмикуються, а розриваються, і, таким чином, віддають максимальну частину своєї міцності композиту при інших рівних умовах. Окрім цього, був визначений ряд довжин при яких фібри заданого діаметру також не висмикуються з бетону що сам ущільняється і який має визначену міцність. Визначено умови при яких армування набризкбетону гладкими фібрами може бути таким же ефективним як і армування гачкуватими фібрами. У висновках виконано аналіз інших шляхів підвищення межі міцності на розтягнення фібронабризкбетону, і запропоновано інший спосіб уведення фібр у цементну матрицю, для досягнення максимального ефекту армування. Окрім того, названі питання, які необхідно додатково вирішити для отримання найбільш достовірної математичної моделі міцності фібронабризкбетону на розтягування, а також для здійснення запропонованого методу армування.