超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete，UHPC）是指具有超高强度、超强韧性和超长耐久性的纤维增强水泥基复合材料，该材料的出现实现了工程材料性能的大跨越，被认为是过去30年中最具创新性和发展应用前景的水泥基复合材料。近日，我校土木工程学院汪建群教授、周聪博士团队在UHPC领域取得新进展，研究成果在《Composite Structures》（IF：6.603，JCR 1 区，中科院1区，复合结构领域顶级期刊）以及《中国公路学报》（校定顶级期刊）发表。论文题目分别为“Torsional behavior of ultra-high performance concrete (UHPC) rectangular beams without steel reinforcement: Experimental investigation and theoretical analysis”（第一作者：周聪；通讯作者：汪建群）和“钢纤维特性对无配筋UHPC矩形梁抗扭性能的影响研究”（网络首发，第一作者：汪建群；通讯作者：周聪）。论文深入研究了钢纤维特性对UHPC 矩形梁抗扭性能的影响规律与相关机理，并提出了无配筋UHPC 矩形梁开裂和极限扭矩的计算公式。

▲汪建群教授、周聪博士团队在超高性能混凝土（UHPC）领域取得新进展

汪建群教授、周聪博士团队以钢纤维体积掺量、类型、尺寸以及混杂效应等为变化参数，完成了8 根UHPC 矩形梁（含1 根未掺钢纤维的对比梁）的纯扭试验；获得了各试件的纯扭破坏形态、扭矩-扭率曲线、扭矩-应变曲线、裂缝形态等关键数据，深入研究了钢纤维特性对UHPC 矩形梁抗扭性能的影响规律。结果表明：对比梁为脆性破坏，纤维增强UHPC 梁的破坏则是有征兆的；纤维增强UHPC 梁的开裂和极限扭矩均明显大于对比梁，最大提升幅度分别达79%和159%；增加钢纤维体积掺量能提高开裂和极限扭矩，且斜裂缝数量更多、宽度更小；掺端钩纤维试件的抗扭承载能力和延性均优于掺圆直纤维试件；钢纤维长径比越大，试件的裂缝分布越密集，极限扭率越大，延性越好；2 根混掺纤维试件的开裂和极限扭矩均大于单掺试件，正混杂效应明显；钢纤维类型和尺寸均会影响试件的裂后承载能力。最后，提出了UHPC矩形梁开裂和极限扭矩计算公式。对30 根UHPC 矩形梁进行了验证，结果表明计算公式精度良好。

该项工作得到了国家自然科学基金项目（52108140，51878262）、湖南省自然科学基金项目（2021JJ40213，2020JJ4310）、湖南省教育厅优青项目（21B0497）的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2022.116022

https://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1313.U.20220704.1406.002.html