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图 ６ 钢－ ＰＶＡ纤维混掺 ＵＨＰＣ拉伸应力－ 应变曲线 图 ７ ＵＨＰＣ抗拉强度

多时，能够承受更大的外界荷载，所以随着钢纤维掺量的增加，ＵＨＰＣ抗拉强度增大。
随着 ＰＶＡ纤维掺 量 的 增 加，钢 － ＰＶＡ纤 维 混 掺 ＵＨＰＣ抗 拉 强 度 逐 渐 增 大。钢 － ＰＶＡ纤 维 混 掺
ＵＨＰＣ中，ＰＶＡ纤维掺量从 ０．２％增大到 １．０％时，ＵＨＰＣ抗拉强度提升了 １７．８％。随着 ＰＶＡ掺量的增
加，钢－ ＰＶＡ纤维混掺 ＵＨＰＣ的抗拉强度增长幅度减缓，这是因为 ＰＶＡ纤维掺量的增加使得更多纤维
参与桥接裂缝，抑制裂缝发展；与此同时，过多的 ＰＶＡ纤维导致 ＵＨＰＣ内部孔隙缺陷逐渐显著，使
得 ＵＨＰＣ抗拉强度的提升随着 ＰＶＡ纤维掺量的增大而减缓。
对比相同掺量的钢纤维 ＵＨＰＣ，１．２％、１．５％、１．８％和 ２．０％纤维掺量的钢 － ＰＶＡ纤维混掺 ＵＨＰＣ
抗拉强度分别下降了 ５．３％、１５．７％、１５．２％和 ２８．３％，ＰＶＡ纤维取代部分钢纤维时，ＵＨＰＣ的抗拉强
度有所下降，随着 ＰＶＡ纤维的替代率增大，ＵＨＰＣ抗拉强度下降幅度增大，这与 Ｙｏｏ等 ［９］ 的研究结果
一致。因为在钢纤维和 ＰＶＡ纤维与 ＵＨＰＣ基体的拉拔试验中，钢纤维与基体的抗拉拔强度比 ＰＶＡ与
基体的抗拉拔强度高 ［２０］ ，所以 ＰＶＡ纤维替代部分钢纤维后纤维桥接应力降低，能量吸收能力减弱，
导致混掺 ＰＶＡ纤维后的 ＵＨＰＣ抗拉强度下降。
３．２．４ ＵＨＰＣ拉伸断裂能 纤维除了对强度的影响外，对混凝土的抗裂性和变形能力有着良好的作用。
基于试样在拉伸应力达到初裂强度前不开裂，初裂后残余形变不增加的两个假设 ［１１］ ，对试件应力－ 应变
数据进行处理，得出试件拉伸应力与裂缝扩展宽度的关系，ＵＨＰＣ拉伸应力－ 变形曲线如图 ８所示。
ＵＨＰＣ试件在拉伸过程中的总变形量 δ 为：
＋ ＋
δ ＝ δ ｏ δ ｅ ω （１）
根据上述假设得出以下关系式：
σ ｌ
＝
δ ｅ
Ｅ
ｔ
ｌ
σ ｐ （２）
＝ －
δ ｏ δ ｐ
Ｅ ｔ
δ ＝ ε ·ｌ
分别为试件弹性变形和断
式中：δ 为试件总变形；δ ｅ 、δ ｏ
裂区以外的残余变形；ω为裂缝扩展宽度；σ为拉伸应
为峰
力；ε 为拉伸应变；δ ｐ 为峰值应力对应的总变形；σ ｐ
图 ８ ＵＨＰＣ拉伸应力－ 变形曲线示意 ［１１］
值应力；Ｅ为弹性模量；ｌ为试件单轴拉伸测试标距。
ｔ
将式（ ２）代入式（１）可以得出拉伸应力－ 裂缝扩展宽度（ σ － ω ）关系式如下：
Ｅ ｔ
ｔ (
σ ＝－ ω ＋ Ｅ ε － ε ｐ ) ＋ σ ｐ （３）
ｌ
由式（ ３）可得 ＵＨＰＣ拉伸应力－ 裂缝扩展宽度曲线，如图 ９所示。为定量化评价不同纤维掺量试件
的 σ － ω的差异，引入断裂能 Ｇ参数。断裂能是指单位面积裂缝所消耗的能量，即为应力－ 裂缝宽度曲
ｆ
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