ANALYSIS AND DISCUSSION
The relationship between flexural stress and net deflection is similar to the relationship between load and net deflection because the flexural stress is depended directly on the applied load. Figures 7 a, b, and c show the effect of the fiber content and the cement content on the residual strength (post first-peak flexural stress) at various net deflection for C = 3, 5 and 7%, respectively. The residual strength at different P after the first peak load was determined from Eq.(1). For CCS, the specimen has lost almost its load carrying ability since the deflection of L/150 (2 mm) is reached. Both deflection-hardening and deflection-softening are found for CCFS, depending upon the fiber content. The deflection-hardening behavior is observed for the fiber contents greater than 0.75% for 3% and 5% cement and the fiber contents greater than 0.5% for 7% cement.
Effects of the fiber content and the cement content on f1 and fp are depicted in Figure 8a. The f1 values for both CCS and CCFS increase as the cement content increases. For CCS, the values are 0.289 MPa, 0.775 MPa and 1.294 MPa for 3%, 5% and 7% cement, respectively. The f1 value is the contribution of the matrix (cementation bond) wherein the fiber inclusion does not play any significant role because the break-up of the matrix happens at a very small deflection; hence an insignificant strain and tensile stress development in the fiber. As such, the f1 values of CCFS are essentially the same as those of CCS at the same cement contents, irrespective of fiber content.
The fp values of the CCFS are higher than the corresponding f1 values when the fiber contents are greater than 0.75% for C = 3% and 5% and greater than 0.5% for and C = 7%, respectively. This implies that the interface strength mobilization is lower for lower fiber content and cement content. The higher cement content exhibits higher interface strength for the same fiber contents. From Table 4, it is evident that the fp is more than 2 times of f1 when fiber content is 2%.
Figure 8b shows the relationship between fp and fiber content of the CCFS at cement contents of 3%, 5%, and 7%. The gradient values are 0.30, 0.73 and 0.80 for cement contents of 3%, 5% and 7%, respectively, indicating that the higher cement content results in the stronger interface. However, the gradient values for 5% and 7% are slightly different. This implies that the rate of increase in fp with fiber content slightly increases when the fiber contents are greater than 5%.
The toughness or energy absorption at deflections of L/600 and L/150 of CCFS is found to be dependent upon the cement content and the fiber content (Figure 9). The toughness values at deflections of L/600 and L/150 were determined from the area under the load versus deflection relationship from 0 to L/600 deflection and 0 to L/150 deflection, respectively. The higher cement content and fiber content result in the higher toughness. At deflection of L/600, the toughness of the CCFS with various fiber contents is slightly larger than that of the CCS at the same cement content. The toughness of the CCFS at deflection of L/600 depends primarily on the energy absorption ability of the matrix (cementation bond) because the fiber reinforcement cannot be fully mobilized at a very small deflection. However, when the deflection increases to L/150, the full performance of reinforcing fibers is expected and hence the significant increase in toughness.
Figure 10a shows the equivalent flexural strength ratio of CCFS and CCS. The flexural strengths increase as the fiber content increases. In order to obtain the value higher than 100%, the CCFS with C = 3% and 5% requires the fiber content more than 0.75%, while the CCFS with C = 7% requires the fiber content more than 0.5%. However, the value of CCFS insignificantly alters with cement content and is controlled by the fiber content.
Besides the post-yield flexural behavior, the failure mode is an important observation as both them are the material performance. Figure 11 shows the mode of failure for CCFS at C = 5% with various fiber contents. All the specimens fail due to the tension at the bottom of tested beam; hence, the cracks propagate from bottom to the top. The CCS beam fails with a clear single failure plane (two separate portions) due to the tensile stress concentrated at approximately the mid span. The tensile strength of the CCFS increases with increasing fiber content; hence, the beam can carry more loads after the first peak. For fiber content less than 1.5%, even though the fiber can improve material performance, such as post-peak flexural stress, toughness and equivalent flexural strength ratio, the single failure plane on the CCFS beam is still observed similar to the failure of CCS. The role of fiber inclusion is different for different fiber contents. For low fiber contents of less than 0.75, the fibers prevent the sudden failure after peak. For fiber contents between 1.0 and 1.5%, immediately after cracking, the fibers along the single failure plane start to prevent the movement of sand-cement particles and transfer the load through interfaces, leading to the increase in peak load.
The same is not observed for 2% fiber content, which is large enough and distributed effectively along the beam. Many cracks on the beam, without the clear single failure plane, are evident. The stress is transferred to the whole part of the beam; hence the multiple cracks on different parts of the beam are developed. With the effective stress transfer, the deflection-hardening behavior exists with large fp of about twice of f1.
To conclude, the inclusion of discrete randomly oriented fibers improves the load-deflection response, which typically occurs in pavement structure. The fiber inclusion has been proved as suitable for the bound pavement CCFS. There are significant improvements in both the failure mode and the flexural properties such as peak flexural stress, equivalent flexural strength ratio and toughness of CCFS material. These improvements are of a practical significance in pavement performance and design. The inclusion of randomly oriented fibers ensures that without a catastrophic brittle failure, a pavement structure is still able to bear load, sometimes increasing after the first crack. This enhances the service life of a pavement structure. The improved toughness and ductility of fiber-reinforced soil has led to its use in pothole repairs (Ghataora 2000; Senghore 2011).
The CCFS and CCS exhibit different post-peak flexural behavior. For CCS, once the strain energy is high enough to cause the crack, the specimens suddenly fails. In contrast, the CCFS can carry the test load even after the first peak load because the energy dissipation through the reinforcing fibers. For a particular cement content, the flexural behavior of the CCFS is controlled by the fiber content. The threshold fiber content separating the deflection-softening and deflection-hardening behavior is found to be 1.0% for C = 3 and 5% and is 0.75% for C = 0.75%. For small fiber content (less than threshold), the f1 and stiffness for both CCS and CCFS are essentially the same for the same cement content and the fiber inclusion primarily prevents the sudden failure. Beyond the threshold fiber content, the CCFS exhibits deflection-hardening behavior and the peak flexural stress (fp) is higher than the first peak flexural stress (f1). It is evident that fp is approximately twice of f1 for high fiber content of 2%. The higher cement content (strength of the matrix), the greater the adhesion between the fiber surface and the matrix; hence higher peak load for the same fiber content.
ANALYSIS AND DISCUSSION
The relationship between flexural stress and net deflection is similar to the relationship between load and net deflection because the flexural stress is depended directly on the applied load. Figures 7 a, b, and c show the effect of the fiber content and the cement content on the residual strength (post first-peak flexural stress) at various net deflection for C = 3, 5 and 7%, respectively. The residual strength at different P after the first peak load was determined from Eq.(1). For CCS, the specimen has lost almost its load carrying ability since the deflection of L/150 (2 mm) is reached. Both deflection-hardening and deflection-softening are found for CCFS, depending upon the fiber content. The deflection-hardening behavior is observed for the fiber contents greater than 0.75% for 3% and 5% cement and the fiber contents greater than 0.5% for 7% cement.
Effects of the fiber content and the cement content on f1 and fp are depicted in Figure 8a. The f1 values for both CCS and CCFS increase as the cement content increases. For CCS, the values are 0.289 MPa, 0.775 MPa and 1.294 MPa for 3%, 5% and 7% cement, respectively. The f1 value is the contribution of the matrix (cementation bond) wherein the fiber inclusion does not play any significant role because the break-up of the matrix happens at a very small deflection; hence an insignificant strain and tensile stress development in the fiber. As such, the f1 values of CCFS are essentially the same as those of CCS at the same cement contents, irrespective of fiber content.
The fp values of the CCFS are higher than the corresponding f1 values when the fiber contents are greater than 0.75% for C = 3% and 5% and greater than 0.5% for and C = 7%, respectively. This implies that the interface strength mobilization is lower for lower fiber content and cement content. The higher cement content exhibits higher interface strength for the same fiber contents. From Table 4, it is evident that the fp is more than 2 times of f1 when fiber content is 2%.
Figure 8b shows the relationship between fp and fiber content of the CCFS at cement contents of 3%, 5%, and 7%. The gradient values are 0.30, 0.73 and 0.80 for cement contents of 3%, 5% and 7%, respectively, indicating that the higher cement content results in the stronger interface. However, the gradient values for 5% and 7% are slightly different. This implies that the rate of increase in fp with fiber content slightly increases when the fiber contents are greater than 5%.
The toughness or energy absorption at deflections of L/600 and L/150 of CCFS is found to be dependent upon the cement content and the fiber content (Figure 9). The toughness values at deflections of L/600 and L/150 were determined from the area under the load versus deflection relationship from 0 to L/600 deflection and 0 to L/150 deflection, respectively. The higher cement content and fiber content result in the higher toughness. At deflection of L/600, the toughness of the CCFS with various fiber contents is slightly larger than that of the CCS at the same cement content. The toughness of the CCFS at deflection of L/600 depends primarily on the energy absorption ability of the matrix (cementation bond) because the fiber reinforcement cannot be fully mobilized at a very small deflection. However, when the deflection increases to L/150, the full performance of reinforcing fibers is expected and hence the significant increase in toughness.
Figure 10a shows the equivalent flexural strength ratio of CCFS and CCS. The flexural strengths increase as the fiber content increases. In order to obtain the value higher than 100%, the CCFS with C = 3% and 5% requires the fiber content more than 0.75%, while the CCFS with C = 7% requires the fiber content more than 0.5%. However, the value of CCFS insignificantly alters with cement content and is controlled by the fiber content.
Besides the post-yield flexural behavior, the failure mode is an important observation as both them are the material performance. Figure 11 shows the mode of failure for CCFS at C = 5% with various fiber contents. All the specimens fail due to the tension at the bottom of tested beam; hence, the cracks propagate from bottom to the top. The CCS beam fails with a clear single failure plane (two separate portions) due to the tensile stress concentrated at approximately the mid span. The tensile strength of the CCFS increases with increasing fiber content; hence, the beam can carry more loads after the first peak. For fiber content less than 1.5%, even though the fiber can improve material performance, such as post-peak flexural stress, toughness and equivalent flexural strength ratio, the single failure plane on the CCFS beam is still observed similar to the failure of CCS. The role of fiber inclusion is different for different fiber contents. For low fiber contents of less than 0.75, the fibers prevent the sudden failure after peak. For fiber contents between 1.0 and 1.5%, immediately after cracking, the fibers along the single failure plane start to prevent the movement of sand-cement particles and transfer the load through interfaces, leading to the increase in peak load.
The same is not observed for 2% fiber content, which is large enough and distributed effectively along the beam. Many cracks on the beam, without the clear single failure plane, are evident. The stress is transferred to the whole part of the beam; hence the multiple cracks on different parts of the beam are developed. With the effective stress transfer, the deflection-hardening behavior exists with large fp of about twice of f1.
To conclude, the inclusion of discrete randomly oriented fibers improves the load-deflection response, which typically occurs in pavement structure. The fiber inclusion has been proved as suitable for the bound pavement CCFS. There are significant improvements in both the failure mode and the flexural properties such as peak flexural stress, equivalent flexural strength ratio and toughness of CCFS material. These improvements are of a practical significance in pavement performance and design. The inclusion of randomly oriented fibers ensures that without a catastrophic brittle failure, a pavement structure is still able to bear load, sometimes increasing after the first crack. This enhances the service life of a pavement structure. The improved toughness and ductility of fiber-reinforced soil has led to its use in pothole repairs (Ghataora 2000; Senghore 2011).
The CCFS and CCS exhibit different post-peak flexural behavior. For CCS, once the strain energy is high enough to cause the crack, the specimens suddenly fails. In contrast, the CCFS can carry the test load even after the first peak load because the energy dissipation through the reinforcing fibers. For a particular cement content, the flexural behavior of the CCFS is controlled by the fiber content. The threshold fiber content separating the deflection-softening and deflection-hardening behavior is found to be 1.0% for C = 3 and 5% and is 0.75% for C = 0.75%. For small fiber content (less than threshold), the f1 and stiffness for both CCS and CCFS are essentially the same for the same cement content and the fiber inclusion primarily prevents the sudden failure. Beyond the threshold fiber content, the CCFS exhibits deflection-hardening behavior and the peak flexural stress (fp) is higher than the first peak flexural stress (f1). It is evident that fp is approximately twice of f1 for high fiber content of 2%. The higher cement content (strength of the matrix), the greater the adhesion between the fiber surface and the matrix; hence higher peak load for the same fiber content.
การแปล กรุณารอสักครู่..

การวิเคราะห์และอภิปราย
ความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นดัดและสุทธิการคล้ายกับความสัมพันธ์ระหว่างการโหลด และสุทธิเพราะความเครียดจะขึ้นอยู่กับการใช้โดยตรงในการโหลด ตัวเลข 7 A , B และ C แสดงผลของปริมาณเส้นใยและปริมาณปูนซีเมนต์ต่อกำลังเหลือ ( โพสต์แรกพีคดัดความเครียด ) ในการสุทธิต่างๆ c = 35 และ 7 ตามลำดับ ที่เหลือกำลัง p แตกต่างกันหลังจากโหลดสูงสุดก่อนถูกกำหนดจากอีคิว ( 1 ) CCS , ตัวอย่างได้หายไปเกือบของภาระแบกความสามารถตั้งแต่การโก่งของ L / 150 ( 2 มม. ) ถึง ทั้งการชุบแข็ง และการแอ่นตัวอ่อนจะพบ ccfs ขึ้นอยู่กับปริมาณเส้นใย .พฤติกรรมการโก่งตัวขึ้นเป็นสังเกตสำหรับเนื้อหาไฟเบอร์มากกว่า 0.75 % 3% และ 5% ซีเมนต์และเนื้อหาไฟเบอร์มากกว่า 0.5% สำหรับ 7% ซีเมนต์ ผลของปริมาณเส้นใยและปริมาณปูนซีเมนต์ใน F1 และ FP เป็นภาพในรูป 8A . F1 ทั้งค่า CCS และ ccfs เพิ่ม ซีเมนต์ที่เพิ่มขึ้น ค่า CCS , 0.289 MPa 0.775 MPa และ 1294 MPa สำหรับ 3% , 5% และ 7% ซีเมนต์ ตามลำดับ ค่า F1 เป็นส่วนของเมทริกซ์ ( ถูกต้อง บอนด์ ) ซึ่งเส้นใยรวมไม่ได้เล่นใด ๆที่มีบทบาท เพราะการเลิกกันของเมทริกซ์เกิดขึ้นที่ค่าขนาดเล็กมาก ดังนั้นการพัฒนาสายพันธุ์ เล็กน้อย และความเค้นดึงในเส้นใย เช่นF1 ค่า ccfs เป็นหลักเหมือนกับของ CCS ที่ปริมาณซีเมนต์เดียวกันโดยไม่คำนึงถึงปริมาณเส้นใย .
ค่า FP ของ ccfs สูงกว่าค่าที่สอดคล้องกัน F1 เมื่อเนื้อหาไฟเบอร์มากกว่า 0.75 % c = 3 % และ 5 % และมากกว่า 0.5% และ c = 7 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับนี้แสดงถึงความแข็งแรงจะลดลง สำหรับการอินเตอร์เฟซที่ลดปริมาณเส้นใยและปริมาณปูนซีเมนต์ สูงกว่าปริมาณปูนซีเมนต์จัดแสดงความแข็งแกร่งอินเตอร์เฟซที่สูงขึ้นสำหรับเนื้อหาไฟเบอร์เหมือนกัน จากตารางที่ 4 จะเห็นได้ว่า FP เป็นมากกว่า 2 เท่าของ F1 เมื่อปริมาณเส้นใยเป็น 2%
รูปที่ใส่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่าและปริมาณเส้นใยของ ccfs ที่เนื้อหาซีเมนต์ร้อยละ 3 , 5 %และ 7 % การไล่ระดับสีค่า 0.30 , 0.73 และ 0.80 สำหรับเนื้อหาซีเมนต์ร้อยละ 3 , 5 และ 7 ตามลำดับ ซึ่งสูงกว่าปริมาณปูนซีเมนต์ที่แข็งแกร่งผลในอินเตอร์เฟซ อย่างไรก็ตาม การไล่ระดับสีค่า 5% และ 7% จะแตกต่างกันเล็กน้อย นี้แสดงให้เห็นว่าอัตราการเพิ่มขึ้นของ FP ที่มีปริมาณเส้นใยเล็กน้อยเพิ่มขึ้นเมื่อเนื้อหาไฟเบอร์มากกว่า 5
%การยกย่องหรือการดูดซับพลังงานที่การแอ่นตัวของ L / 600 L / 150 ccfs พบจะขึ้นอยู่กับซีเมนต์และเส้นใย ( รูปที่ 9 ) ค่า toughness ที่การแอ่นตัวของ L / 600 L / 150 ถูกกำหนดจากพื้นที่ภายใต้การโหลด และความสัมพันธ์ระหว่าง 0 L / 600 โก่งและ 0 l / 150 โก่ง ตามลำดับสูงกว่าปริมาณปูนซีเมนต์และปริมาณเส้นใย ผลที่สูงขึ้นเช่นกัน ที่ค่าของ L / 600 , ความเหนียวของเส้นใยต่าง ๆ ccfs ที่มีเนื้อหาเป็นขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยกว่าของ CCS ที่ปริมาณซีเมนต์เดียวกันและความทนทานของ ccfs ที่โก่ง L / 600 ขึ้นอยู่กับหลักในความสามารถในการดูดซับพลังงานของเมทริกซ์ ( ถูกต้อง บอนด์ ) เพราะใยเสริมไม่สามารถระดมอย่างเต็มที่ในการขนาดเล็กมาก อย่างไรก็ตาม เมื่อการเพิ่ม L / 150 , การแสดงเต็มรูปแบบของเส้นใยเสริมแรงคาดหวังและดังนั้นผลการเพิ่มความเหนียว
รูปที่ 10 แสดงเทียบเท่าดัดและอัตราส่วนของ ccfs ซีซี จุดแข็งในการเพิ่มปริมาณเส้นใยที่เพิ่มขึ้น เพื่อให้ได้ค่าที่สูงกว่า 100 เปอร์เซ็นต์ ccfs กับ C = 3 % และ 5 % ต้องมีปริมาณเส้นใยมากกว่า 0.75% ขณะที่ ccfs กับ C = 7 เปอร์เซ็นต์ มีปริมาณเส้นใยมากกว่า 0.5% อย่างไรก็ตามคุณค่าของ ccfs ที่มีตัวตนกับซีเมนต์และถูกควบคุมโดยปริมาณเส้นใย .
นอกจากผลผลิตหลังการดัดพฤติกรรม , โหมดความล้มเหลวคือ การสังเกตที่สำคัญทั้งในพวกเขาที่มีประสิทธิภาพของวัสดุ รูปที่ 11 แสดงโหมดของความล้มเหลวสำหรับ ccfs ที่ C = 5 % ด้วยปริมาณเส้นใยต่าง ๆ ตัวอย่างทั้งหมดล้มเหลวเนื่องจากความตึงเครียดที่ด้านล่างของการทดสอบคาน ; ดังนั้นรอยแตกที่เผยแพร่จากด้านล่างขึ้นด้านบน โดย CCS คานพลาดเครื่องบินล้มเหลวเดียวชัดเจน ( แยกเป็น 2 ส่วน ) เนื่องจากแรงดึงเข้มข้นประมาณช่วงกลาง ความต้านทานแรงดึงของ ccfs เพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มปริมาณเส้นใย ดังนั้น คานสามารถดําเนินการโหลดมากขึ้นหลังจากที่ยอดก่อน สำหรับปริมาณเส้นใยน้อยกว่า 1.5 %แม้ว่าไฟเบอร์สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุ เช่น ความเครียด การโพสต์สูงสุด มีความเหนียวเทียบเท่าดัดต่อเครื่องบินล้มเหลวเดียวบน ccfs บีมยังสังเกตคล้ายกับความล้มเหลวของซีซี บทบาทของเส้นใยรวมที่แตกต่างกันสำหรับปริมาณเส้นใยที่แตกต่างกัน สำหรับเนื้อหาของเส้นใยต่ำน้อยกว่า 0.75 , เส้นใยป้องกันความล้มเหลวฉับพลันหลังสูงสุดสำหรับเส้นใยระหว่าง 1.0 และ 1.5 เปอร์เซ็นต์ ทันทีหลังจากที่แตกเส้นใยตามเครื่องบินล้มเหลวเดียวเริ่มต้นเพื่อป้องกันการเคลื่อนไหวของอนุภาคทราย ซีเมนต์ และการโหลดผ่านการเชื่อมต่อไปสู่การเพิ่มยอดโหลด
เดียวกันไม่พบเนื้อหาไฟเบอร์ 2 % ซึ่งมีขนาดใหญ่พอและกระจายได้อย่างมีประสิทธิภาพตามแนวคาน รอยแตกมากมายบนคานโดยไม่ต้องล้างเครื่องบินล้มเหลวเดียวจะเห็นได้ชัด . ความเครียดจะถูกโอนไปยังทั้งส่วนของคาน เพราะรอยแตกหลายชิ้นส่วนที่แตกต่างกันของคานจะพัฒนา พร้อมโอน ความเครียดที่มีประสิทธิภาพ , การชุบแข็งพฤติกรรมที่มีอยู่กับ FP ขนาดใหญ่ประมาณสองเท่าของ F1 .
สรุปรวมของแบบสุ่มวางเส้นใยช่วยเพิ่มโหลดการตอบสนองซึ่งมักจะเกิดขึ้นในโครงสร้างพื้น เส้นใยรวมได้ถูกพิสูจน์แล้วว่าเป็น เหมาะสำหรับไว้ ccfs บาทวิถี . มีการปรับปรุงที่สำคัญในทั้งสองโหมดความล้มเหลวและดัด เช่น ความเครียด ดัดโค้ง ดัดสูงสุดเทียบเท่าอัตราส่วนและความเหนียวของวัสดุ ccfs . การปรับปรุงเหล่านี้มีความสำคัญในการปฏิบัติทางปฏิบัติและการออกแบบการสุ่มแบบเส้นใยเพื่อให้แน่ใจว่า ไม่มีความล้มเหลวหายนะเปราะ โครงสร้างผิวยังสามารถแบกภาระ บางครั้งเพิ่มขึ้นหลังจากแตกก่อน ช่วยเพิ่มอายุการใช้งานของโครงสร้างพื้น การปรับปรุงความทนทานและความเหนียวของดินที่เสริมเส้นใยได้นำไปสู่การใช้ในการซ่อมแซมหลุม ( ghataora 2000 ;
senghore 2011 )การ ccfs และ CCS จัดแสดงแตกต่างกันโพสต์สูงสุดดัดพฤติกรรม สำหรับซีซี เมื่อความเครียดพลังงานสูงพอที่จะทำให้เกิดร่องชิ้นงานก็ล้มเหลว ในทางตรงกันข้าม , ccfs สามารถดำเนินการทดสอบ โหลด แม้หลังจากการโหลดสูงสุดก่อน เพราะการสลายพลังงานผ่านการเสริมเส้นใย สำหรับเนื้อหาซีเมนต์โดยเฉพาะพฤติกรรมการดัดของ ccfs ถูกควบคุมโดยปริมาณเส้นใย . เกณฑ์ปริมาณเส้นใยแยกความอ่อนและแข็งของการพบเป็น 1.0% สำหรับ C = 3 และ 5 % และ 0.75 % C = 0.75 % สำหรับเนื้อหาของเส้นใยขนาดเล็ก ( น้อยกว่าเกณฑ์ )F1 และตึงทั้ง CCS และ ccfs เป็นหลักเดียวกันกับปริมาณซีเมนต์เดียวกันและเส้นใยรวมหลักป้องกันความล้มเหลวฉับพลัน เกินกว่าเกณฑ์ปริมาณเส้นใย , การชุบแข็ง ccfs แสดงพฤติกรรมและพีคดัดความเครียด ( FP ) สูงกว่าก่อนการดัดความเค้นสูงสุด ( F1 )จะเห็นว่า FP เป็นประมาณสองเท่าของ F1 สำหรับปริมาณไฟเบอร์สูง 2 % สูงกว่าปริมาณปูนซีเมนต์ ( ความแข็งแรงของเมทริกซ์ ) มากกว่าการยึดติดระหว่างเส้นใยพื้นผิวและเมทริกซ์ การโหลดสูงสุดจึงสูงกว่าในเส้นใย
เนื้อหาเดียวกัน
การแปล กรุณารอสักครู่..
