纤维混凝土为多相非均匀材料，各组成相之间的梯度界面层性能对纤维混凝土的抗破坏能力有决定性影响,但基于界面性能改进的纤维混凝土材料与结构的性能提升技术还比较欠缺。该项目首先研究梯度材料的破坏理论，获得其在静动态载荷作用下的破坏机理；其次讨论非均匀界面层的弹性参数性能与纤维混凝土宏观材料参数之间的内在关联，并提出改进界面层性能的措施；最后基于界面层性能改进的措施，提出纤维混凝土材料与结构性能提升的方法。该项目已取得如下创新性成果：

1.任意梯度梯度材料静动态断裂模型的构建

构建了分别用于分析梯度材料静态断裂、动态破坏的柔度线性分层模型和基于近场动力学多尺度模型，发现了材料梯度形式、结构几何尺寸、裂纹形式及尺寸、载荷形式等对梯度材料静动态断裂行为的影响规律，发现了梯度材料静动态破坏机理，提出了有较好抗断裂能力的材料梯度形式。

2.基于梯度材料破坏理论的纤维混凝土界面调控方法

基于细观力学分析，结合所提出的的梯度材料破坏模型，提出了考虑界面粘结强度和纤维分布、取向及埋深的纤维混凝土细观本构模型，研究了界面过渡区厚度、纤维体积率、基体混凝土性能等对纤维混凝土宏观性能的影响，提出了通过骨料预裹方法和掺加微细改性材料来改善界面过渡区性能的方法，获得了通过提升材料界面性能以提高纤维混凝土材料性能的方法和工艺。

3.基于界面控制的纤维高强混凝土增韧机理与配合比设计方法

提出了基于界面控制的两步法纤维高强混凝土配合比设计方法，首先，分别对混凝土基体和纤维-基体界面进行设计，然后，考虑纤维增强增韧机理耦合纤维、混凝土基体和纤维-混凝土界面三部分，实现精准、科学的纤维高强混凝土配合比设计。

4.钢纤维高强混凝土边框高强剪力墙抗震性能

经界面精确调控配制高性能钢纤维混凝土，具有良好的耗能能力，结合剪力墙结构中边缘构件“受力复杂”和“施工困难”的特征，将其应用于混凝土剪力墙的边框来提高其综合抗震能力。对钢纤维混凝边框剪力墙试件进行了低周反复加载试验，研究了纤维混凝土对该类剪力墙的破坏模式、裂缝发展、损伤分布等的影响，获得了该类剪力墙的承载能力、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、耗能指标和刚度退化系数等关键抗震指标的特征，并提出了该类剪力墙抗震设计方法。

基于该项目研究成果，获得国家授权发明专利5项，发表学术论文57篇，其中SCI检索20篇（SCI他引116次），中文核心期刊论文33篇。该项目提出的纤维混凝土性能提升方法已在多项工程中推广应用，有效提升了纤维混凝土材料及结构安全性能，延长了结构使用寿命，为纤维混凝土材料及结构设计与施工技术起到了重要的推广作用。

成果说明

该项目提出的任意梯度梯度材料静动态破坏理论、基于梯度材料破坏理论的纤维混凝土界面调控方法、基于界面控制的纤维高强混凝土增韧机理与配合比设计方法和边缘构件钢纤维局部增强高强混凝土剪力墙抗震性能提升技术等已由河南金峰混凝土工程有限责任公司、河南康晖水泥制品有限公司、郑州经纬西部新型建材科技有限公司、河南淅建新型建材有限公司、河南建筑材料研究设计院有限责任公司、郑州大学综合设计研究院有限公司、河南省交通工程加固有限责任公司、郑州市瑞杰结构加固工程有限公司和郑州共图建设工程检测有限公司等多家企业推广使用，围绕混凝

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