混合纤维UHPC浮板

波浪下弹塑性可控

通过多尺度设计优化，该浮板将混合纤维增强UHPC的宏观-细观性能关联纳入波-结构耦合分析，实现波浪载荷下结构弹塑性状态的可预测与优化。

Zijian, Jin · Li, Aijun · Xin-ying, Wu · Lin, Chen · Wenliang, Chen

Ocean Engineering 2026

参数信息

最优HFUHPC层厚度

2.5 m

最优EPP泡沫层厚度

0.15 m

最优混合纤维体积分数

1.8 %

技术优势

细观参数决定宏观性能

通过RVE方法建立HFUHPC细观组分（钢纤维、碳纤维含量）与宏观等效力学性能的关系，使设计者可直接优化纤维掺量来满足浮板刚度需求。

弹性范围可解析判定

在分析模型中引入结构屈服条件，可定量判断浮板在连续波浪载荷下是否进入弹塑性状态，无需迭代非线性有限元。

最优设计兼顾性能与轻量化

确定的优化参数（t1=2.5 m厚的HFUHPC层加t2=0.15 m的EPP泡沫层）在保持弹性的同时降低了整体自重，适合大型浮式结构。

应用场景

• 海洋浮式结构：直接用作海洋浮式平台的面板或芯层，按优化参数制造即可在波浪下保持弹性。
• 复合材料结构设计：提供从细观纤维掺量到宏观结构响应的设计方法，指导UHPC-泡沫夹层板多尺度优化。
• 波浪载荷分析：基于势流理论与屈服条件解析预测波浪下结构的弹塑性状态，替代部分数值仿真。
• 混凝土结构耐久性：通过避免结构进入塑性来防止混凝土开裂，从而提升浮式结构在海洋环境中的耐久性。