水工混凝土结构,除大体积结构外,受力构件中常使用的是粗骨料最大粒径为40mm的二级配混凝土。与一级配混凝土相比,二级配混凝土具有减小水泥用量、降低绝热温升、减少干缩、改善混凝土力学性能、耐磨性及耐久性好等优点,然而其韧性小、抗裂能力低等缺点限制了它的使用范围。钢纤维以其独特的增强、增韧和阻裂能力,被广泛应用于混凝土基体中,以提高基体的韧性和抗裂能力。随着钢纤维生产工艺与技术的进步,人们通过改进钢纤维表面形状来提高钢纤维对混凝土的增强增韧效果,其中以新型连续端钩型钢纤维效果较好,为了获得新型连续端钩型钢纤维对二级配混凝土的增强、增韧效果和阻裂机理,扩展钢纤维二级配混凝土的使用范围,本文研究了钢纤维体积率、钢纤维端钩类型对二级配混凝土抗压强度、劈拉强度和弯曲性能的影响,主要研究内容如下:1、通过66个150 mm×150 mm×150 mm立方体试件的基本力学性能试验,研究钢纤维体积率和端钩类型对二级配混凝土抗压、劈拉强度的影响。试验结果表明:钢纤维二级配混凝土的抗压强度与钢纤维体积率无明显关系,但随着钢纤维端部弯钩数量的增加而增大;钢纤维二级配混凝土的劈拉强度随钢纤维体积率和端部弯钩数量的增大而增大。2、通过33根150 mm×150 mm×550 mm棱柱体试件的四点弯曲试验,研究钢纤维体积率和端钩类型对二级配混凝土弯曲性能的影响。试验结果表明:钢纤维二级配混凝土的弯拉强度和弯曲韧性随钢纤维体积率的增大而增大;钢纤维体积率相同时,F2型钢纤维二级配混凝土的弯拉强度和弯曲韧性均大于F1型钢纤维二级配混凝土;建立了端钩类型和弯拉强度之间的关系。3、基于图片处理技术,通过MATLAB编程统计分析四点弯曲试验后试件截面的钢纤维分布情况,研究钢纤维端钩类型对钢纤维分布的影响,进一步得到钢纤维分布对弯曲性能的影响。试验结果表明:钢纤维在混凝土中分布的均匀性随端部弯钩数量的增加而降低;截面内纤维根数、纤维平均间距、纤维分散系数与弯曲性能密切相关;建立了端钩类型、截面纤维根数和弯拉强度之间的关系。4、利用分形理论来描述截面的钢纤维分布情况,研究分形维数与弯曲性能之间的关系。试验结果表明:截面纤维分布具有明显的分形特征,分形维数可以看做是截面纤维根数、分散系数和纤维平均间距的综合参量,分形维数可以较精确的体现截面钢纤维的分布情况;分形维数随钢纤维体积率的增大而增大,随端部弯钩数量的增加而降低;弯拉强度和弯曲韧性随分形维数的增大而增大;建立了分形维数和弯曲性能之间的关系。