全級配混凝土斷裂參數(shù)的尺寸效應及I型裂縫擴展準則的對比研究.pdf

1、本文對混凝土的斷裂問題進行了兩方面的研究:1）全級配大壩混凝土斷裂參數(shù)的尺寸效應;2）混凝土Ⅰ型裂縫擴展準則的對比研究。關于混凝土斷裂參數(shù)的尺寸效應問題，前人已經(jīng)進行了不少試驗和理論研究，但是對大壩混凝土斷裂參數(shù)的尺寸效應研究相對較少，而關于全級配混凝土斷裂參數(shù)的研究由于試驗設備及經(jīng)費等原因資料更是相當匱乏。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)是否存在尺寸效應仍存在爭議。在前人的研究中，所用大壩混凝土多為實驗室配制，無

2、法準確反映真實大壩混凝土的斷裂性能。為準確評定大壩的安全性，有必要對現(xiàn)場澆筑的全級配大壩混凝土進行大尺寸的斷裂試驗，以確定真實的與尺寸無關的斷裂參數(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。結果發(fā)現(xiàn)，雙K斷裂參數(shù)、GF、CTODC均具有明顯的尺寸效應

3、，但當試件尺寸達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尺寸效應消失，而CTODC達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理提出了不同的裂縫擴展準則，而且各裂縫擴展準則均取得了不錯的計算結果。值得指出的是，這些研究多是以普通強度等級的混凝土為研究對象，此時混凝土的脆性并不明顯，那么隨著強度等級的提高，混凝土脆性越來越大，各裂縫擴展準則的計算結果如何？哪個準則具有更廣的適用范圍更高

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