鋼纖維混凝土可以看作為由混凝土基體和鋼纖維組成的二項(xiàng)復(fù)合材料,本文運(yùn)用復(fù)合材料細(xì)觀力學(xué)中的剪滯法推導(dǎo)了材料受力時(shí)軸向和斜向鋼纖維的應(yīng)力分布以及纖維和混凝土基體粘結(jié)界面中剪應(yīng)力分布。根據(jù)短纖維在基體中取向的幾何模型,建立了鋼纖維在基體中分布的概率函數(shù)。在此基礎(chǔ)上,推出了鋼纖維單向分布和隨機(jī)分布兩種情況下鋼纖維混凝土的拉伸強(qiáng)度,并根據(jù)己有的界面粘結(jié)理論,推導(dǎo)出了    鋼纖維混凝土拉伸初裂強(qiáng)度和極限強(qiáng)度。纖維增強(qiáng)混凝土是以水泥漿、砂漿或混凝土為基材,以纖維為增強(qiáng)材料組成的一種復(fù)合材料。在水泥漿、砂漿或混凝土基體中摻入抗拉強(qiáng)度高、極限延伸率大、抗堿性好的纖維可以有效的限制在外力作用下水泥基料中裂縫的擴(kuò)展。在受載初期,基體和纖維共同承受外力,而前者是外力的主要承受者;當(dāng)基體開裂后,橫跨裂縫的纖維成為外力的主要承受者卜5]。由于纖維的存在,從微觀機(jī)制上改良了基體的力學(xué)性能,并且可以實(shí)現(xiàn)按使用要求設(shè)計(jì)材料,從而使纖維混凝土成為一種重要的新型建筑材料,被廣泛的用于土木工程中。在工程實(shí)際中,常用的纖維有鋼纖維、石棉纖維、植物纖維、玻璃纖維、尼龍纖維、高密度聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、維尼綸纖維、丙綸纖維、晴綸纖維、碳纖維及開夫勒(Kvelar)纖維等。由于鋼纖維能成批生產(chǎn),價(jià)格便宜,施工方便,故近年來鋼纖維混凝土的研究和應(yīng)用發(fā)展最快。

鋼纖維混凝土與普通混凝土相比,其主要優(yōu)點(diǎn)有:1.強(qiáng)度和重量的比值增大。2.抗拉強(qiáng)度和主要由主拉應(yīng)力控制的抗剪、抗彎、抗扭強(qiáng)度明顯提高。3.變形性能明顯改善。4.抗收縮和徐變性能有所提高。5.抗裂和抗疲勞性能有較大改善。6.具有較好的物理耐久性和化學(xué)耐久性。隨著混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍和規(guī)模的不斷擴(kuò)大,開拓了許多承受疲勞的結(jié)構(gòu)領(lǐng)域;另一方面,混凝土道路、橋梁等常規(guī)結(jié)構(gòu)隨著交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展也正受到日益嚴(yán)重的疲勞作用?；炷两Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想和方法也不斷改進(jìn),以可靠度為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法逐步取代傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,其中疲勞極限作為一種重要的結(jié)構(gòu)極限狀態(tài),也受到很大的重視。因此,對(duì)混凝土的疲勞特性和疲勞損傷機(jī)理的研究也逐漸深入。