纤维对混凝土材料的增强增韧机理分析
混凝土中纤维增强的原理及应用
混凝土中纤维增强的原理及应用一、引言混凝土作为一种广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程领域的材料，其强度、韧性等性能一直是人们关注的重点。
随着科技的发展，纤维增强混凝土（Fiber Reinforced Concrete，简称FRC）作为一种新型材料，越来越受到人们的关注和应用。
本文将详细介绍FRC的原理及应用。
二、FRC的原理1. 纤维增强混凝土的概念纤维增强混凝土是指在混凝土中加入纤维材料，通过纤维与水泥基体的相互作用，提高混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击等性能。
纤维主要分为金属纤维、合成纤维、天然纤维三类。
2. 纤维的作用（1）抗裂性能混凝土在受到拉力时容易出现裂缝，而加入纤维后，纤维能够阻止裂缝的扩展，提高混凝土的抗裂性能。
（2）抗冲击性能纤维在混凝土中的分散分布形成了大量的微观桥梁，能够阻止裂缝的扩展，使混凝土具有较好的抗冲击性能。
（3）抗弯性能纤维能够增加混凝土的韧性，使混凝土具有较好的抗弯性能。
（4）抗压性能纤维的加入能够改善混凝土的内部结构，提高混凝土的抗压性能。
3. 纤维增强混凝土的分类（1）钢纤维增强混凝土钢纤维是指由高强度钢丝制成的细长纤维，其具有较高的强度和韧性，能够有效地提高混凝土的力学性能。
（2）合成纤维增强混凝土合成纤维主要有聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚乙烯纤维等，这些纤维具有较好的耐腐蚀性能、耐热性能和抗紫外线性能，能够有效地提高混凝土的耐久性。
（3）天然纤维增强混凝土天然纤维包括竹纤维、棕榈纤维、麻纤维等，这些纤维具有较好的环保性能和生物降解性能，能够有效地提高混凝土的可持续性。
三、FRC的应用1. 道路工程FRC可以用于道路的路面、路基等部位，能够提高道路的耐久性和承载能力，减少路面的裂缝和坑洞等问题。
2. 桥梁工程FRC可以用于桥梁的墩身、梁体、桥面等部位，能够提高桥梁的耐久性和承载能力，减少桥梁的裂缝和变形等问题。
3. 建筑工程FRC可以用于建筑的楼板、梁柱等部位，能够提高建筑的抗震性能和耐久性，减少建筑的裂缝和变形等问题。
混凝土中掺加纤维增强剂的原理与作用
混凝土中掺加纤维增强剂的原理与作用混凝土是一种广泛使用的建筑材料，用于建造楼房、桥梁、道路等各种建筑结构。
然而，传统的混凝土强度不够高，易裂开和破碎。
为了提高混凝土的性能，人们开始使用纤维增强剂来改善混凝土的强度和耐久性。
本文将对混凝土中掺加纤维增强剂的原理与作用进行详细介绍。
一、纤维增强剂的种类纤维增强剂是一种添加在混凝土中的微型纤维，可增强混凝土的强度和耐久性。
纤维增强剂的种类包括以下几种：1.金属纤维增强剂：如钢纤维、铜纤维、铝纤维等。
2.纤维素纤维增强剂：如木质纤维、竹子纤维、亚麻纤维等。
3.合成纤维增强剂：如聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维等。
4.玻璃纤维增强剂：如玻璃纤维布、玻璃纤维网格布等。
二、纤维增强剂的原理纤维增强剂的添加可以增加混凝土的韧性和抗拉强度。
纤维增强剂在混凝土中的作用机理主要包括以下几个方面：1.防止混凝土开裂：混凝土在受力时，会因为内部应力不均匀而产生裂缝。
而纤维增强剂的添加可以在混凝土中形成一个网状结构，使得混凝土内部的应力分布更加均匀，从而减少了混凝土的开裂。
2.增加混凝土的韧性：纤维增强剂的添加可以使得混凝土更加韧性，具有更好的抗弯曲、抗震、抗冲击等性能。
3.增加混凝土的抗拉强度：传统的混凝土抗拉强度较低，而纤维增强剂的添加可以显著提高混凝土的抗拉强度。
4.延长混凝土的使用寿命：纤维增强剂的添加可以提高混凝土的耐久性，减少混凝土的老化和腐蚀，从而延长混凝土的使用寿命。
三、纤维增强剂的作用机理纤维增强剂在混凝土中的作用机理主要包括以下几个方面：1.纤维增强剂的表面积较大，能够吸附一定量的水泥浆体中的水分，使得混凝土的流动性变差，从而减少混凝土的收缩。
2.纤维增强剂的表面能够吸附一定量的水泥浆体中的水泥颗粒，从而增加混凝土的黏着力和内聚力，使得混凝土更加紧密。
3.纤维增强剂能够在混凝土中形成一个网状结构，使得混凝土内部的应力分布更加均匀，从而减少了混凝土的开裂。
混凝土中添加纤维的作用及应用
混凝土中添加纤维的作用及应用混凝土是建筑业中常用的一种材料，它具有高强度、耐久性和抗裂性等优点，但在某些情况下，混凝土也存在一些问题，如易开裂、易变形等。
为了解决这些问题，人们引入了纤维增强混凝土技术。
本文将详细介绍混凝土中添加纤维的作用及应用。
一、混凝土中添加纤维的作用1. 提高强度和韧性纤维增强混凝土（FRC）是指在混凝土中添加一定比例的钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、碳纤维等材料，以增加混凝土的强度和韧性。
纤维与混凝土之间的作用机理是纤维在混凝土中形成的网状结构，可以吸收混凝土中的应力，从而提高混凝土的强度和韧性。
2. 提高抗裂性混凝土中加入纤维可以有效地提高混凝土的抗裂性能。
纤维能够防止混凝土在负荷作用下的开裂和裂缝扩展。
此外，纤维还可以使混凝土中的裂缝呈微细状，从而提高混凝土的耐久性和防水性能。
3. 提高耐久性混凝土中添加纤维可以提高混凝土的耐久性。
纤维能够防止混凝土在长期使用过程中的老化和劣化，从而延长混凝土的使用寿命。
此外，纤维还可以防止混凝土在受到外部环境影响时出现裂缝和开裂等问题。
4. 提高施工效率混凝土中添加纤维可以提高施工效率。
纤维在混凝土中的分散性较好，可以有效地避免混凝土在施工过程中的坍塌和分层，从而使施工更加便捷和高效。
二、混凝土中添加纤维的应用1. 桥梁工程在桥梁工程中，混凝土往往需要承受大量的荷载和振动。
因此，在这种情况下，使用纤维增强混凝土可以有效地提高混凝土的强度和韧性，使其更加适合用于桥梁工程中。
2. 隧道工程在隧道工程中，混凝土需要承受高温、高压和潮湿等恶劣环境。
在这种情况下，使用纤维增强混凝土可以提高混凝土的耐久性和防水性能，从而使其更加适合用于隧道工程中。
3. 楼房建筑在楼房建筑中，混凝土需要承受各种荷载和振动。
在这种情况下，使用纤维增强混凝土可以有效地提高混凝土的抗裂性和耐久性，从而使其更加适合用于楼房建筑中。
4. 道路工程在道路工程中，混凝土需要承受大量的车辆荷载和振动。
纤维混凝土增强机理研究
纤维混凝土增强机理研究摘要：为了进一步研究纤维混凝土的工作机理，本文论述了纤维对混凝土的影响，最后通过电竞扫描对其微观进行了研究。
结果表明：纤维与混凝土能很好地结合使用。
关键词：纤维混凝土；电镜；增强机理；聚丙烯复合材料理论则是将多种单一材料结合或混合之后所构成的材料整体看作一个多相系统，其性能乃是各个相的性能的加和值。
混凝土从本质上说就是一种复合材料。
我国混凝土科学技术的先驱和奠基人、工程院院士吴中伟教授在水泥基复合材料的科学研究方面提出了具有创建性的思路。
早在1959年，吴中伟教授发表“中心质效应假说”，把水泥基复合材料的不同层次结合在一起。
吴中伟教授认为，中心质效应是可以叠加的。
这种思路的内核，正是复合材料理论的精髓。
复合材料之所以需要复合，目的是为了改善材料的力学性能。
而材料复合的前提是那些基础材料分别具有不同的性能特点，同时它们在相互结合的时候没有或者基本上没有不良的后果。
1 纤维对混凝土性能的影响分析聚丙烯纤维被称为混凝土的“次要加强筋”，适用于路面、桥面等工程，掺入纤维后对水泥混凝土性能的主要改善在于增强混凝土的韧性。
美国联邦公路战略计划(SHRP)通过大量试验研究和工程经验总结出：在混凝土中掺入聚丙烯纤维改善混凝土的品质，使混凝土的综合使用性能得到提高，因此将聚丙烯纤维等有机纤维增强混凝土当作路面高性能混凝土的一种途径。
聚丙烯纤维加入水泥基体中，理论上会对混凝土产生以下几种性能影响：（1）增稠作用；（2）影响基体的强度；（3）阻止基体中原有缺陷（微裂缝）的扩展并延缓新裂缝的出现；（4）影响基体的耐久性。
1.1聚丙烯纤维的增稠效应加入聚丙烯纤维后，混凝土的工作性方法改变，坍落度降低、离析和泌水减少。
在新拌混凝土中，均匀散布的聚丙烯纤维在混凝土中呈现三维网状结构，起到了支撑集料的作用，其作用效果为阻止了粗、细集料的相继沉降，即粗集料首先下沉，然后是细集料。
由于聚丙烯纤维的存在，同时也可以减少混凝土表面的析水。
混凝土中添加纤维的原理及应用
混凝土中添加纤维的原理及应用一、引言混凝土是一种常见的建筑材料，其主要成分为水泥、沙子和石子。
在实际工程中，混凝土通常需要具备一定的强度、耐久性和韧性等性能，以保证建筑物的安全性。
而在混凝土中添加纤维可以有效地提高混凝土的韧性和抗拉强度等性能，从而提高混凝土的整体性能。
本文将详细介绍混凝土中添加纤维的原理及应用。
二、混凝土中添加纤维的原理2.1 纤维的种类混凝土中添加的纤维种类主要包括钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、碳纤维等。
这些纤维的性能各异，应根据具体的工程需求进行选用。
2.2 纤维对混凝土性能的影响添加纤维可以有效地提高混凝土的韧性和抗拉强度等性能，从而提高混凝土的整体性能。
此外，纤维还可以改善混凝土的耐久性能、降低混凝土的收缩率和裂缝等级，延缓或阻止混凝土的龟裂扩展。
同时，纤维还可以提高混凝土的抗冲击性和抗剪强度等性能。
2.3 纤维对混凝土的作用机理纤维在混凝土中起到的作用机理主要有以下几种：（1）增强混凝土的韧性：纤维可以吸收混凝土中的应变能，并将其分散到整个混凝土体系中，从而提高混凝土的韧性。
（2）防止混凝土的裂缝扩展：纤维可以在混凝土的裂缝处形成桥梁效应，防止混凝土的裂缝扩展。
（3）改善混凝土的分散性：纤维可以改善混凝土的分散性，使其更加均匀地分布在混凝土中。
（4）增强混凝土的抗拉强度：纤维可以增强混凝土的抗拉强度，从而提高混凝土的整体性能。
三、混凝土中添加纤维的应用3.1 道路铺装在道路铺装中，混凝土中添加纤维可以提高混凝土的耐久性能和抗裂性能，从而延长道路的使用寿命。
此外，添加纤维还可以降低道路的维护成本，减少道路维修次数。
3.2 桥梁建设在桥梁建设中，混凝土中添加纤维可以提高桥梁的抗震性能和抗裂性能，从而提高桥梁的整体性能。
此外，添加纤维还可以延长桥梁的使用寿命，减少桥梁的维修次数。
3.3 建筑工程在建筑工程中，混凝土中添加纤维可以提高建筑物的整体性能和稳定性，从而保证建筑物的安全性。
纤维混凝土增强机理分析
纤维混凝土增强机理分析摘要：钢纤维是一种新型的水泥基复合材料，其抗拉，抗剪，抗弯能力优于普通的混凝土。
因而被广泛应用与工程中。
本文从抑制原始裂缝的发展和阻止微裂缝发展两个方向对钢纤维混凝土的增强原理进行了详细的阐述，得出部分结果可为工程实践提供参考。
关键词：钢纤维混凝土；增强；微裂缝；强度1 引言钢纤维增强混凝土（steel fiber reinforced concrete,SFRC）又简称为钢纤维混凝土，是以水泥浆、砂浆或混凝土为基材，以钢纤维为增强材料组成的一种复合材料。
水泥石、砂浆和混凝土的主要缺点是抗拉强度低、极限延伸率小、性脆，掺加抗拉强度高、极限延伸率大、抗碱性好的钢纤维可以克服上述缺点。
钢纤维混凝土虽然问世时间不久，但应用领域越来越广泛。
在国外钢纤维混凝土被广泛应用于公路路面、桥面、码头铺面、机场道面、刚性防水屋面、工业建筑地面、地下室刚性防水、框架节点等领域。
在我国，钢纤维混凝土的研究和应用开始于20世纪70年代，近20多年，发展非常迅速。
相应规范的颁布和实施进一步推动钢纤维混凝土在我国工程建设领域的应用。
2 钢纤维混凝土工作机理及影响因素2.1 工作机理钢纤维混凝土的工作机理与一般的复合材料机理相似。
在混凝土中掺入适量的高性能钢纤维后，水泥砂浆作为主要的胶凝材料，在包裹住砂，石等骨料的同时，握裹住大量的钢纤维。
钢纤维相互搭接形成大量散乱分布的网状结构，衬托了骨料，减小了骨料的离析和水分的沁出，提高了混凝土的粘结性与保水性，从某种程度上太高了混凝土的抗拉强度和韧性。
试验研究表明，当钢纤维的体积率为1-2%之间时，钢纤维混凝土抗拉强度和抗弯强度较普通混凝土的强度提高了40-80%，抗剪强度提高了50%以上，但对抗压强度提高幅度不大。
2.2 影响钢纤维混凝土的因素大量的试验研究表明，影响钢纤维混凝土强度的因素主要有以下几种：1混凝土材料强度2钢纤维材料本身性质3 钢纤维混凝土的施工方法。
混凝土中纤维增强原理及作用
混凝土中纤维增强原理及作用一、混凝土中纤维增强的概念混凝土中的纤维增强是指在混凝土中加入一定量的纤维，以增强混凝土的强度、韧性和抗裂性能。
可以将纤维分为无机纤维和有机纤维两类，无机纤维主要包括钢纤维、玻璃纤维、石英纤维等；有机纤维主要包括聚丙烯纤维、聚酯纤维、碳纤维等。
纤维增强混凝土的应用范围非常广泛，主要用于地下工程、桥梁、隧道、机场跑道、大型水利工程等领域。
二、混凝土中纤维增强的作用1.增强混凝土的强度混凝土中加入纤维可以提高混凝土的强度，这是因为纤维可以在混凝土中形成一种网状结构，从而增强混凝土的承载力。
同时，纤维增强混凝土的强度还可以提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗弯强度，从而提高混凝土的整体强度。
2.提高混凝土的韧性混凝土中加入纤维可以提高混凝土的韧性，这是因为纤维可以防止混凝土的裂缝扩展，从而提高混凝土的韧性。
同时，纤维增强混凝土的韧性还可以提高混凝土的抗震性能和抗风性能，从而提高混凝土的整体韧性。
3.提高混凝土的抗裂性能混凝土中加入纤维可以提高混凝土的抗裂性能，这是因为纤维可以防止混凝土的裂缝扩展。
同时，纤维增强混凝土的抗裂性能还可以提高混凝土的耐久性，从而延长混凝土的使用寿命。
4.提高混凝土的耐久性混凝土中加入纤维可以提高混凝土的耐久性，这是因为纤维可以防止混凝土的裂缝扩展，从而防止水分和氧气的渗透。
同时，纤维增强混凝土的耐久性还可以提高混凝土的抗冻性、抗腐蚀性和抗渗性，从而延长混凝土的使用寿命。
三、混凝土中纤维增强的原理1.纤维的形成混凝土中纤维增强的原理首先是纤维的形成。
在混凝土中加入纤维后，纤维会在混凝土中形成一种网状结构，从而增强混凝土的承载力。
同时，纤维还可以防止混凝土的裂缝扩展，从而提高混凝土的韧性和抗裂性能。
2.纤维的强度和长度纤维的强度和长度也是影响混凝土中纤维增强效果的重要因素。
一般来说，纤维的强度越高、长度越长，混凝土中纤维增强的效果就越好。
这是因为强度高的纤维可以承受更大的拉伸力，长度长的纤维可以形成更密集的网状结构。
混凝土中掺加纤维的增强原理和效果
混凝土中掺加纤维的增强原理和效果一、引言混凝土是一种广泛应用的建筑材料，因其具有良好的耐久性和承载能力而被广泛使用。
然而，混凝土在受到外力作用时容易出现裂缝，这将对其承载能力和耐久性造成严重影响。
为了提高混凝土的性能，人们开始掺加各种材料，其中之一便是纤维。
本文将介绍混凝土中掺加纤维的增强原理和效果。
二、纤维的种类纤维是指具有一定长度和直径的细长物体。
在混凝土中掺加的纤维可以分为以下几类：1. 钢纤维：采用高强度钢丝拉拔、剪切或轧制加工而成的细长物体，具有优异的抗拉强度和韧性。
2. 碳纤维：由石墨化聚丙烯或聚酰胺等高分子材料制成的细长物体，具有高强度、高模量、低密度、耐腐蚀等特点。
3. 玻璃纤维：由硅酸盐玻璃纤维或玻璃纤维增强塑料制成的细长物体，具有高强度、低密度、耐腐蚀等特点。
4. 天然纤维：如草木纤维、棕榈纤维、麻纤维等，具有良好的延展性和韧性。
三、纤维对混凝土性能的影响掺加纤维可以改善混凝土的性能，主要表现在以下几个方面：1. 抗裂性能：混凝土中掺加纤维可以改善其抗裂性能。
纤维可以有效地抵抗混凝土在受力时出现的裂缝，从而提高混凝土的抗裂性能。
2. 抗冲击性能：混凝土中掺加纤维可以提高其抗冲击能力。
纤维可以吸收和分散冲击力，从而减少混凝土的破坏程度。
3. 抗拉强度：混凝土中掺加纤维可以提高其抗拉强度。
纤维可以有效地增加混凝土的拉伸强度，从而提高混凝土的抗拉强度。
4. 抗压强度：混凝土中掺加纤维可以提高其抗压强度。
纤维可以增加混凝土的内部黏聚力，从而提高混凝土的抗压强度。
5. 耐久性：混凝土中掺加纤维可以提高其耐久性。
纤维可以防止混凝土在长期受潮、腐蚀和疲劳等环境中的破坏，从而延长混凝土的使用寿命。
四、纤维增强混凝土的原理纤维增强混凝土的原理主要包括以下几个方面：1. 纤维的桥接作用：纤维可以在混凝土中形成三维网状结构，从而在混凝土受到外力时桥接裂缝，防止其继续扩展。
2. 纤维的增强作用：纤维可以增加混凝土的内部黏聚力，从而提高混凝土的抗拉强度、抗压强度和抗冲击性能。
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纤维对混凝土材料的增强增韧机理分析字数：3125来源：城市建设理论研究2012年29期字体：大中小打印当页正文摘要：钢纤维、聚丙烯纤维等加入混凝土可显著提高混凝土的抗折强度，韧性，疲劳性能，抗冲击性能；目前对其材料的实验研究较多，鲜有文献对其增强，增韧机理进行深入讨论；本文综合目前国内外相关研究提出了纤维对混凝土增强、增韧的相关理论。
关键词：纤维；混凝土；复合材料模型；断裂力学模型；界面特性Abstract: steel fibers, polypropylene fibers, such as adding concrete can significantly improve the flexural strength of the concrete, toughness, fatigue performance, impact resistance; experimental study of its material more little literature enhanced toughening mechanismin-depth discussion; This article integrated research at home and abroad fiber concrete reinforcing, toughening the theory.Keywords: fiber; concrete; composite model; fracture mechanics model; interface characteristics中图分类号： TU375 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）纤维作为混凝土的增强相，可以使其强度和韧性都大幅提高，短纤维相对来说具有压模好，便于自动化生产，利用分散等特点，而且在工程中可以根据不同的工程需要方便的选取不同配合比，达到最为适宜的细观结构和材料性能，因此在工程中具有广泛的应用。
随着纤维增强复合材料的发展和广泛应用，人们愈来愈迫切地要求建立更为合理和完善的理论来预测复合材料的强度、断裂韧性等破坏性能，这种预测由于包括基体开裂、界面脱黏、纤维的拉断或者拔出等众多的非线性过程，所以复合材料的损伤和破坏取决于更为复杂的演化机理。
1.纤维混凝土的复合材料模型这种模型的思路是根据单纤维-基体的拉拔实验得到纤维内部承载力的分布，对其均值进行统计，继而采用混合率等方法计算得到短纤维复合材料的整体承载效果。
复合材料理论的经典强度公式可表示为：（2-1）其中表示基体的弹性模量，表示纤维的弹性模量，表示纤维的体积率，表示基体的体积率，表示基体的应变，表示纤维的方向、长度、界面粘结特征综合作用系数。
该式能表征纤维和混凝土处于弹性阶段的承载状态，当纤维与混凝土基体脱黏后该公式则失效。
Naaman根据短纤维易发生破坏的特点，采用拉拔界面模型中的平均剪应力来表示短纤维所能承受的荷载，给出了入下表达式：（2-2）为基体的开裂应力，为纤维的综合作用系数，其效果和（2-1）中的效果相同[1]。
我国《钢纤维混凝土》规范中明确规定采用这种方法来计算纤维混凝土的抗拉强度[2]，本文认为聚丙烯纤维混凝土的弹性模量和混凝土较为接近，而且其含量小，双纤维混凝土的增强作用主要由钢纤维来发挥，故聚丙烯纤维的增强效果在系数中体现。
2.断裂力学模型现代断裂力学也能够解释纤维对混凝土的增强和增韧效果，因为混凝土的开裂破坏与内部微裂纹的形成和扩展等内在的过程有关。
Romuldi[3]假设裂纹的形状为币形裂纹，其四周均与分布四根刚性纤维，裂纹的扩展导致纤维内部产生拉应力，而拉应力的效果是产生反作用与裂纹表面的等效压应力，造成裂纹尖端应力强度因子的下降，（2-3）其中为远场拉应力，为远场应力产生的裂纹尖端应力强度因子，为纤维产生的等效压应力，为纤维产生的压应力对应的裂纹尖端应力强度因子，a为裂纹的长度。
小林一辅根据实验结果给出了纤维混凝土的半经验抗拉公式：（2-4）为纤维-基体间界面的黏结强度相关的系数，为纤维对混凝土产生增强作用的纤维间距上限值，为纤维间距，为基体的开裂强度。
蔡四维把短纤维视为椭球包容体，采用Eshelly等效包容法则计算了距离微裂纹一定距离垂直分布的纤维对混凝土的阻裂效果[4]。
3.增韧机理和多缝开裂体积率图1. 纤维混凝土增韧模型如图1示，纤维混凝土开裂区被分成三个部分，区域1为应力自由区，该区的纤维一端从基体中拔出，不能再承受拉应力。
区域2为纤维桥联区，纤维桥联在宏观裂缝尖端，承受拉应力并其阻裂作用。
区域3为微裂纹区域，该区由于存在应力集中，处于处在大量的微裂纹。
有学者认为可以用裂纹的张口位移来描述纤维的桥联作用所增加的断裂韧度。
（2-6）纤维混凝土的主要增强效果体现在抗拉强度，疲劳性能，弯拉韧性，抗冲击性能等方面，这些都与纤维的阻裂机理有关。
纤维混凝土的单轴拉伸试验，因其破坏形式简单（相对于弯拉试验，劈拉试验，抗剪试验），破坏准则易于掌握，便于进行破坏机理分析，常被学者用来研究纤维对混凝土的阻裂、增强、增韧机理。
但单轴拉伸试验也存在着相对难度大的缺点，目前还没有统一的实验方法。
素混凝土或纤维含量较少的混凝土，在单向拉伸条件下，基体一旦开裂便无法继续承受更高的荷载，裂纹沿初始裂纹不断发生扩展，最终发生单缝破坏。
若在基体中掺加足够的纤维，随着初始裂纹的扩展，纤维内部的拉应力可以持续的增长（前提是纤维-基体界面足够强或异性纤维的锚固强度足够大），从而混凝土的承载能力可以持续的增长，在其他原始缺陷处也会出现裂纹的扩展，最终破坏发生在最薄弱部位，但破坏形式为多缝开裂模式。
在断裂力学计算基础上认为实现多裂纹扩展必须满足两个条件：1.基体内裂纹稳定扩展，不能发生裂纹失稳扩展；2.纤维的最大桥联荷载必须大于初裂强度。
Li还给出了多裂缝扩展的纤维体积率。
（2-7）是最大桥联荷载对应的裂纹张开位移，为基体裂缝尖端的断裂韧性。
Naaman根据复合材料力学观点，认为界面力学模型计算得到的纤维桥联荷载作用大于复合材料的开裂强度时可实现多缝开裂，并提出了实现多缝开裂的最小纤维含量如式（2-8）所示，并求得了钢纤维混凝土实现多缝开裂的钢纤维体积率在2%-3%之间，按照现有的施工条件，这种体积率超出了工程中所允许的纤维掺量，需要在混凝土的施工工艺和纤维的分散性方面有所突破。
（2-8）4.界面力学特性4.1界面力学模型纤维和混凝土基体界面作为复合材料中的一相，相对于基体和纤维是薄弱环节，最容易发生黏结破坏。
纤维增强混凝土的破坏一般是先从基体材料的开裂开始的，由于混凝土自身材料的限制，在制作和养护的过程中会产生大量的微裂纹和微孔洞，在受力条件下，这些裂纹会不断的张开、扩展，混凝土中乱向分布的纤维将会对这一过程起到阻滞作用，阻裂的效果区主要取决于纤维的特性，基体的特性、配合比和界面强度，其中纤维和基体间的结合强度是纤维对混凝土增强、增韧增强能力的关键。
界面太弱，纤维的强度再高，其增强效果也无法得到发挥。
采用细观力学分析建立材料宏观力学性能和材料各组分性能及细观结构参数之间的关系是材料研究的趋势，通过扫描电镜对纤维-混凝土界面结构进行观测实验，Stuck发现界面的组成和厚度与纤维半径的大小及混凝土的微观孔隙分布有关，对于工程常用的钢纤维和聚丙烯纤维，由于其直径远大于水泥颗粒的直径，故存在墙壁效应。
在混凝土凝结过程中，纤维和混凝土界面未能形成致密结构，存在大量的微观孔隙和水化钙结晶，成为混凝土的薄弱环节[8]。
材料工作者为了改善纤维-基体界面，常采用在混凝土中计入硅粉、高岭土、粉煤灰等细小颗粒填充剂的方法来提高界面强度，增大界面摩擦力。
对界面的力学行为的研究常常是先在感性认识的基础上建立细观模型，然后根据实验结果基于一定的假设或准则来修正模型，不断的逼近实验结果。
常用单纤维拉伸实验模型来研究纤维-基体界面的力学特性，在实验过程中可以借助于扫描电镜（SEM）来观察破坏过程中界面的变化。
随着有限元的发展，也有学者借助于软件来计算界面特性，但存在界面的物理参数难以测定，破坏过程需要动态网格的划分等缺点。
早期的混凝土单纤维拉拔实验采用纤维埋入柱形基体的剪滞模型（如图2所示），并假设界面上的剪应力是均匀分布的，由受力平衡条件：（2-9）其中表示纤维的半径，表示纤维的长度，通过实验测得最大拔出荷载后可以通过公式计算得到界面的最大剪应力。
然而在混凝土是不均匀分布量，所以用该方法预测的最大剪应力偏低。
图2 单柱体剪滞模型4.2斜向拉拔模型短纤维在复合材料中是乱向分布的，基体开裂后纤维方向并非与开裂面垂直，大部分是斜交的，因此上述的轴向拉拔模型并不能完全反应复合材料开裂后纤维的阻裂效果。
除了发生纤维的脱黏和滑移外，还会发生纤维的弯曲，以及拔出点附近局部基体的屈服破裂，剥落现象。
图3 纤维斜向拉拔模型Naaman和Shah[13] Morton和Groves[14] 曲把纤维以各种角度埋入基体中，分别完成了钢纤维从水泥砂浆基体，金属纤维从树脂基体中的拉拔实验，得出以下结论：在0-45°之间，最大拉拔荷载随着角度的增大而增大，在45-75°之间变化时，最大拔出荷载随的增大而略有减小，最大拔出功在取45°时取得。
对于聚丙烯纤维等柔性纤维，在脆性基体中的斜向拉拔模型不同于钢纤维，在把出点基体相当于定滑轮的作用，径向作用力N不仅起到改变纤维方向的作用，而且该作用能够导致纤维表面的严重磨损，界面间的摩擦系数会变大，这些已经被电镜扫描观察所证实。
4.3异型纤维通过实验，金芷生[17]，黄承逵[19]都发现异型短纤维在混凝土断裂过程中，很多是被拔出而不是拉断，异型纤维在最大拔出荷载和荷载-挠度曲线下部面积（表征实验过程中混凝土的吸能效果）都比圆直纤维大，这是由异型纤维的形貌特征所决定的，由于异型纤维的形貌特征差别较大（弯钩型、波浪型、压痕型和哑铃型等）很难用一种增强理论进行概括。
5.总结本文综述了国内外关于纤维对素混凝土材料的增强、增韧机理。
基于复合材料模型，综述了纤维增强混凝土的强度计算模型，为相关的试验工作者提供了强度拟合的模板基于断裂力学模型，阐述了纤维桥联作用对裂纹尖端应力集中的缓和作用，并分析了单向纤维材料初裂应变和纤维体积率之间的关系。
在纤维增韧模型的基础上，综述了多缝开裂的条件（多缝开裂的临界纤维体积率）。
纤维与基体间的界面时混凝土的薄弱环节，本文综述了单纤维圆柱体拉拔模型，分析了目前常用的两大破坏准则（最大剪应力准则和能量准则），并简述了斜向拉拔模型和异型纤维的增强效果。
参考文献：[1] Naaman A.E, Moavenzadeh F, Probabilistic analysis of fiber-reinforced concrete[J]. Journal of the Engineering Mechanics division, 1974, 100(4):394-413[2] 钢纤维混凝土[S]. 北京：中国计划出版社, 1999[3] 赵国藩, 彭少民, 黄承逵等. 钢纤维混凝土[M]. 北京：中国建筑工业出版社, 1999[4] 蔡四维, 蔡敏, 王慧等. 短纤维对基体微裂纹扩展的阻滞分析[J]. 复合材料学报, 1995, 12(3): 101-107[5] Aveston J, Cooper G.A , Kelly A. Single and multiple fracture[R]. London: IPC science and Technology Press Ltd, 1971[6]金芷生, 庞沄, 赵永禄. 钢纤维与界面黏结性能的研究[J]. 武汉工业大学学报, 1991, 1：55-60[7]黄承逵, 田稳苓, 赵国藩. 钢纤维与水泥砂浆粘结强度试验研究[A]. 程国庆. 第七届全国纤维水泥与纤维混凝土学术会议论文集, [C]. 井冈山：中国铁道出版社, 1998：134-138。