小骨料混凝土双K断裂参数的试验测定.pdfVIP

水利学报 200地年 5 月 SHUlU XUEBAO 第 37 卷第5 期 文章编号，0559-9350(2α则05-0543-11 小骨料混凝土双 K 断裂参数的试验测定 徐世娘，张秀芳，郑爽 (大量理工大学士本水利李院，辽宁大连 ll6024) 摘要双 K 断裂模型以起裂韧度和失稳韧度来描述混凝土裂缝扩展过程.水工110 凝土断裂试验规程》将双 K 断裂 模型作为该规程的基本理论依据，并将该模型的双 K 断裂参数作为试验规程要求测定的基本断裂参数。为配合该 规程的制定，丰文进行了 19 个三点弯曲梁试件和 25 个模人劈拉试件共43 个试件的断裂试验，对小骨料混凝土双 K 断裂参数的起裂韧度和失稳韧度进行直接试验测定。所有试件均为同批挠注相同级配，最大骨料粒径为 10mm， 试验中采用了电阻应变片法作为确定起裂荷载的参考。结果表明，起裂荷载与最大荷载之比为 0.67 【 0.71. 起裂 韧度与失稳韧度之比为 0.45 - 0.50. 变化较稳定，模人劈拉试件高度大于等于 400阳、三点弯曲混试件高度大于等 于 2∞HUD 时，起裂韧度与失稳韧度基本为常数，但同组试件之间具有一定的离散性3 两种试件形式的韧度值有 定 的差异。根据本文试验数据计算得到的裂缝尖端开口位移临界值较断裂韧度参数更容易受到试件尺寸的影响，模 人劈拉试件高度大于 6∞HUD 时，其值为 0.056 吨。.070mm; 兰点弯曲梁试件高度大于 300mm 时，其值为 0.040 - 0.047阻，比较稳定。 关键词:混凝土;双 K 断裂模型s 起裂荷载.三点弯曲梁a 双 K 断裂参数:模人劈拉，尺寸效应 文献标识码，A 申图分提号，TV41 l 研究背景 将断裂力学应用于实际工程设计，首先需要准确地测定混凝土材料的断裂韧度。自 20 世纪 60 年 代以来，各国学者进行了大量的试验研究，致力于建立反映混凝土断裂特性的断裂模型，寻求一种简便 可行的测定混凝土材料与尺寸元关的真实的断裂韧度值的方法。如文献[1 - 3] 采用多种近代试验观测 手段，发现混凝土裂缝失稳断裂前存在着裂缝的稳定扩展阶段和断裂过程区;文献[4 阳 7]根据各自的试 验结果建议描述 I 型裂缝断裂过程区的不同形式的拉伸软化本构关系表达式;Hille池。电等[，)提出了以 断裂能 G， 表征 I 型裂缝断裂过程区内裂缝秸聚力的虚拟裂缝模型(Fictitious Crack Model); B皿川等[，) 提出裂缝带模型(Crack Band Model)并成功应用于混凝土和钢筋混凝土结构破坏过程的有限单元法数值 计算。许多学者提出了考虑裂缝失稳断裂前的稳定扩展并以临界应力强度因子为参量的各种混凝土断 裂模型，如 Jenq 等[，)提出的两参数断裂模型(Two-Par四reter Fracture Model) ， Swartz 等[101 和Karihal∞等L I1 J 分别提出的等效裂缝模型(Effect Crack Model) • Baz削等[12) 提出的尺寸效应模型(Size Effect Model) ;近年 发展出了将裂缝秸聚力和等效裂缝相结合并以应力强度因子为参量的新断裂模型，如徐世娘和 Rei由arot[L3 叫提出的双 E 断裂模型(Double- K Fractu陀 Modell 和基于裂缝我聚力的新凡阻力曲线 (Cohesive-Force-Based KR Curve)[I~J 0 经过我国学术界和工程界 20 多年的大量试验研究、理论探索和工程应用方面的不懈努力，我国在 混凝土断裂力学学科领域已经取得了大量研究成果。我国《水工混凝士断裂试验规程》编制组确定以具 有我国自己知识产权的混凝土双 K 断裂模型作为理论依据，制定我国《水工混凝土断裂试验规程}，该 收稿日期:21回5-03-15 基盘项目国靠自然科学基金重点项目 ;国事 973 项目 (2α12CB412709 ) 作者简介幢世娘(1953-) ，男，陕西人，教授主要从事混凝土断裂力学研究。 E-mail !slxu@dJul.edu.cn