混凝土断裂尺寸效应的研究进展力学进展-中国力学学会.pdfVIP

第27卷　 第1期 力　学　进　展 . 27　 . 1 V o l N o 1997年2月25 日 ADVAN CES IN M ECHAN ICS Feb. 25, 　1997 混凝土断裂尺寸效应的研究进展 倪玉山　张　　琦 河海大学工程力学系, 南京　210024 提要　混凝土结构断裂破坏的尺寸效应问题是近几十年来一个十分重要的研究领 域. 本文分析了混凝土断裂参数产生尺寸效应的原因, 讨论了断裂过程区的测试方 法, 对国内外提出的一些尺寸效应的分析方法进行了评述. 在此基础上对混凝土断 裂尺寸效应的研究提出了自己的看法. 关键词　尺寸效应; 断裂; 混凝土结构 1　引　言 结构断裂破坏时产生尺寸效应是各种材料均存在的一种现象. 但机械、航空等部门, 在 ( ) ( ) 实验室等体积 尺寸 结构实验较易进行, 且研究更注重于预测机械结构的寿命 时间 , 相 [ 1 ] 对把试件尺寸对结构强度的影响忽略了, 故讨论金属材料断裂尺寸效应方面的文献不多 . 在 ( ) 土木、水利等领域则不同, 由于研究的实际结构均比较大 如桥梁、大坝、岩体等结构 , 难 以进行真实结构的系统实验, 仅能在实验室进行小尺寸试件模拟, 得到的试件断裂破坏结果, 对真实大结构的指导意义及实用性如何, 则成为广大土木、水利工作者所面临的问题之一, 也 即尺寸效应问题就摆在了我们面前. 在结构断裂尺寸效应研究方面, 混凝土材料的尺寸效应 研究走在了前面, 成果也较多. 本文将重点讨论混凝土材料断裂的尺寸效应现象. 混凝土是一种由粗、细骨料及硬化水泥基体组成的多相材料. 从微观上看, 混凝土结构 的显著特点是非均质, 多相多孔. 除骨料中含有大量微裂隙和微孔洞外, 由于胶结体在水化 硬化过程中受泌水作用等影响, 在骨料与胶结体之间的界面区, 也会形成更大尺寸的微裂隙 和微孔洞, 并有夹杂物, 与其它材料相比, 混凝土在更大尺度上表现出非均质性. 界面区是 混凝土强度的最弱区. 混凝土材料的这一微观特征, 使其结构断裂尤为复杂, 传统的强度理 论已难于满足其强度设计要求. 60年代以后, 人们相继将断裂力学和损伤力学等理论应用于 [ 2- 6 ] 混凝土的断裂分析中, 并取得了有益的成果 . 在混凝土断裂实验中, 开始人们并没有注意 国家自然科学基金资助项目, 国家教委博士后科学基金及电力部博士后科学基金联合资助项目.