混凝土Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型裂縫起裂準(zhǔn)則的試驗研究.pdf

1、混凝土是一種多項復(fù)合材料，其破壞和斷裂機理非常復(fù)雜。實際結(jié)構(gòu)中的裂紋通常是處于組合應(yīng)力場作用下，使得裂紋尖端附近的應(yīng)力場不是單純的Ⅰ型、Ⅱ型或Ⅲ型，而是Ⅰ、Ⅱ型甚至Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型同時存在，這種裂紋稱為復(fù)合型裂紋。實際工程中，復(fù)合型裂紋大量存在，其中又以Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型裂紋最常見，因此復(fù)合型裂紋的擴展過程成為人們普遍關(guān)心的問題。 本文采用10000KN的壓力實驗機，分別對尺寸為900×200×200mm，1300×300×200mm，1

2、700×400×200mm，2100×500×200mm和2500×600×200mm，初始縫高比為0.2的五種四點剪切梁試件進行了混凝土Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型斷裂試驗。試驗過程中，采用德國進口IMC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集荷載、裂縫口滑動位移(CMSD)值、及測量點應(yīng)變；采用4個測量范圍分別為0～1000kN、0～300kN、0～100kN、0～50kN的BLR-1型荷載傳感器測量荷載；采用夾式引伸儀測量裂縫口滑動位移CMSD；用長為5cm和1cm的膠

3、基應(yīng)變片(采用半橋方式連接)測量試件的起裂荷載，并觀測裂縫的走向及裂縫尖端的大致位置。 由于荷載點的撓度δ<,1>、δ<,2>、以及裂縫嘴的滑動位移CMSD是分析混凝土斷裂特性的重要參數(shù)。本試驗通過在試件側(cè)面設(shè)置角鋼連桿固定位移計，從而在變形δ<,1>、δ<,2>、測量中消除了因支座變形、扭轉(zhuǎn)帶來的誤差。 根據(jù)試驗中記錄的數(shù)據(jù)，計算起裂狀態(tài)下的裂縫尖端應(yīng)力強度因子，測量起裂角及裂縫擴展軌跡，發(fā)現(xiàn)對于Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型斷裂，混凝

4、土裂縫在失穩(wěn)破壞前，存在著較大的宏觀裂縫穩(wěn)定擴展過程。隨著K<,Ⅰ>/K<,Ⅱ>比值的減小，起裂角增大；對于尺寸較大試件(L500，L600)系列，當(dāng)K<,Ⅰ>/K<,Ⅱ>比值大于2時，起裂角的變化較為平緩。 通過對比分析最大周向正應(yīng)力準(zhǔn)則、比應(yīng)變能準(zhǔn)則和最大拉應(yīng)變準(zhǔn)則，發(fā)現(xiàn)試件存在尺寸效應(yīng)，且K<,Ⅰ>/K<,Ⅱ>較大時，起裂角與最大周向正應(yīng)力準(zhǔn)則、比應(yīng)變能準(zhǔn)則和最大拉應(yīng)變準(zhǔn)則的曲線較接近。隨著K<,Ⅰ>/K<,Ⅱ>的減小，起