光弹贴片法研究砼在疲劳荷载作用下裂缝扩展过程.pdf

2 2 2 α ? 第 15 卷　第 3 期 V o l. 15　N o. 3 实　验　力　学 　 2000 年 9 月 Sep. 2000 2 2 JOU RNAL2 O2 F EXPER IMEN TAL M ECHAN ICS 文章编号: 1001 4888 (2000) 03 0286 07 α 光弹贴片法研究砼在疲劳荷载作用下 裂缝扩展过程 吴智敏, 赵国藩, 宋玉普, 黄承逵 (大连理工大学, 大连　116024) 摘要: 为了研究疲劳荷载作用下砼裂缝扩展过程, 本文采用光弹贴片法对尺寸为 200mm × 200mm × 200mm 的楔入劈拉试件预制裂缝稳定扩展直至失稳破坏全过程进 行了系统的研究, 并采用照相机拍摄了光弹贴片所显示的裂缝扩展全过程, 得到了砼 裂缝长度随疲劳次数的增加而稳定扩展的完整而直观的观测结果. 根据光弹贴片所显 示的彩色条纹序列, 还测得了疲劳荷载作用下砼裂缝尖端附近的主剪应变差分布. 试 验表明, 采用光弹贴片法可有效地测定疲劳荷载作用下砼裂缝扩展过程. 关键词: 砼; 疲劳; 断裂; 裂缝; 光弹贴片 中图分类号: TU 520. 6　　　文献标识码: A 1　前言 　　砼是一种多相的复合材料, 其破坏和断裂机理非常复杂, 尤其是对疲劳荷载作用下砼的断 裂机理、宏观裂缝的扩展过程知之甚少. 许多学者认为, 砼裂缝一经起裂便失稳扩展, 不存在所 谓的“裂缝亚临界扩展过程”. 针对这一情况, 文献[ 1 ]采用最大尺寸为 3. 6× 3. 0× 0. 2m 3 的巨 型紧凑拉伸试件, 采用光弹贴片、电阻应变片等测试方法, 研究了砼裂缝的亚临界扩展过程. 结 果表明, 在砼裂缝失稳破坏前, 存在很大的亚临界扩展阶段, 当试件高度 h 1. 0m 时, 裂缝的 亚临界扩展量 ac 达 200mm 左右. 也就是说, 砼的破坏是先是裂缝的起裂、稳定扩展, 然后是 失稳破坏. 然而, 在疲劳荷载作用下砼裂缝是否存在亚临界扩展阶段, 其扩展长度有多大? 这一问题 在国内尚未研究. 文献[2- 5 ] 采用柔度标定法测得了砼在疲劳荷载作用下的亚临界扩展量, 但这 收稿日期: 1999 05 26; 修订日期: 2000 06 09 基金项目: 国家自然科学基金资助项目(N o. 作者简介: 吴智敏(1963- ) , 男, 博士后. 现任大连理工大学士建学院结构研究室副主任, 副教授. 目前从事砼断裂力学 及其应用方面的研究. Λ Κ? ? Ε Ε