全級(jí)配混凝土斷裂參數(shù)的尺寸效應(yīng)及I型裂縫擴(kuò)展準(zhǔn)則的對比研究.pdf

1、本文對混凝土的斷裂問題進(jìn)行了兩方面的研究:1）全級(jí)配大壩混凝土斷裂參數(shù)的尺寸效應(yīng);2）混凝土Ⅰ型裂縫擴(kuò)展準(zhǔn)則的對比研究。關(guān)于混凝土斷裂參數(shù)的尺寸效應(yīng)問題，前人已經(jīng)進(jìn)行了不少試驗(yàn)和理論研究，但是對大壩混凝土斷裂參數(shù)的尺寸效應(yīng)研究相對較少，而關(guān)于全級(jí)配混凝土斷裂參數(shù)的研究由于試驗(yàn)設(shè)備及經(jīng)費(fèi)等原因資料更是相當(dāng)匱乏。在不多的研究中，對于斷裂能GF、雙K斷裂參數(shù)等斷裂參數(shù)是否存在尺寸效應(yīng)仍存在爭議。在前人的研究中，所用大壩混凝土多為實(shí)驗(yàn)室配制，無

2、法準(zhǔn)確反映真實(shí)大壩混凝土的斷裂性能。為準(zhǔn)確評(píng)定大壩的安全性，有必要對現(xiàn)場澆筑的全級(jí)配大壩混凝土進(jìn)行大尺寸的斷裂試驗(yàn)，以確定真實(shí)的與尺寸無關(guān)的斷裂參數(shù)。為此本文采用中國西南某座處于施工期的大壩所用混凝土，在施工現(xiàn)場澆筑了最大尺寸為2250mm×2250mm×450mm的楔入劈拉試件（初始逢高比為0.4），研究了雙K斷裂參數(shù)、斷裂能GF、臨界裂縫尖端張開位移CTODC等的尺寸效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雙K斷裂參數(shù)、GF、CTODC均具有明顯的尺寸效應(yīng)

3、，但當(dāng)試件尺寸達(dá)1500mm即韌帶高度與最大骨料粒徑之比為6后，雙K斷裂參數(shù)、斷裂能GF尺寸效應(yīng)消失，而CTODC達(dá)到最大高度后仍有增長趨勢。
　　前人根據(jù)不同的混凝土斷裂機(jī)理提出了不同的裂縫擴(kuò)展準(zhǔn)則，而且各裂縫擴(kuò)展準(zhǔn)則均取得了不錯(cuò)的計(jì)算結(jié)果。值得指出的是，這些研究多是以普通強(qiáng)度等級(jí)的混凝土為研究對象，此時(shí)混凝土的脆性并不明顯，那么隨著強(qiáng)度等級(jí)的提高，混凝土脆性越來越大，各裂縫擴(kuò)展準(zhǔn)則的計(jì)算結(jié)果如何？哪個(gè)準(zhǔn)則具有更廣的適用范圍更高

4、的計(jì)算精度？這些是值得研究的。為此，本文分別采用以混凝土起裂韌度、抗拉強(qiáng)度為參數(shù)以及裂尖處應(yīng)力強(qiáng)度因子為零的裂縫擴(kuò)展準(zhǔn)則，計(jì)算了不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土三點(diǎn)彎曲梁試件的P-CMOD全曲線。將三種準(zhǔn)則的計(jì)算結(jié)果對比后，發(fā)現(xiàn)后兩種準(zhǔn)則計(jì)算的P-CMOD曲線基本一致，且與第一種準(zhǔn)則的計(jì)算結(jié)果存在差異。這種差異在低強(qiáng)度等級(jí)混凝土中表現(xiàn)不明顯，但隨著強(qiáng)度等級(jí)的提高，差異越來越大。通過對比試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果后，本文認(rèn)為以起裂韌度為參數(shù)的裂縫擴(kuò)展準(zhǔn)則更適用