骨料粒径对混凝土断裂参数的影响

采用尺寸为４５０ｍｍ×４５０ｍｍ×４５０ｍｍ四组共１６块不同骨料粒径的楔入劈拉试件进行了断裂试验，研究骨料最大粒径Ｄ＿（ｍａｘ）对混凝土断裂韧度Ｋ＿（ＩＣ）、断裂能Ｇ＿Ｆ以及临界裂缝尖端张开位移ＣＴＯＤ＿ｃ的影响．结果表明，Ｋ＿（ＩＣ）、Ｇ＿Ｆ随骨料最大粒径Ｄ＿（ｍａｘ）的变化而变化。当Ｄ＿（ｍａｘ）≤４０ｍｍ时，Ｋ＿（ＩＣ）、Ｇ＿Ｆ随Ｄ＿（ｍａｘ）的增大而增大；当Ｄ＿（ｍａｘ）＞４０ｍｍ时，Ｋ＿（ＩＣ）、Ｇ＿Ｆ随Ｄ＿（ｍａｘ）的增大而减小且趋于稳定．而ＣＴＯＤ＿ｃ则与Ｄ＿（ｍａｘ）无关．     

跨高比对混凝土双K断裂参数的影响

实验中经常采用标准三点梁测试材料的双K断裂参数；起裂韧度KIc^ini和失稳断裂韧度KIc^un，而在实际工程中，跨高比并不总是等于4，为得到材料实际且准确的断裂韧度，有要研究距高比对双K断裂参数的影响。文章通过数值模拟三点弯曲梁试件（跨高比范围3－8）来探究双K断理解能数随跨高比的的变化趋势。同时，数值实验模拟了材料强度及试件高度双K断裂参数的影响。结果表明，失稳断理解韧度KIc^un与跨高比无关，是材料内在性能，对混凝土材料而言，可以作为预测材料不稳定扩展的一个准则；而起裂韧度KIc^ini不仅随着材料的强度变化，就试件的高度和跨高比而言，也呈现出一定的尺寸效应，需要进一步研究。     

粗骨料最大粒径对混凝土性能影响的试验研究

在相同配合比条件下,对粗骨料最大粒径为10 mm,20 mm,30 mm,40 mm和60 mm的5组混凝土试件进行了试验研究.结果表明:混凝土的强度随粗骨料最大粒径的增加呈普遍增大的趋势.弹性模量的实测值与经验公式的计算值相差不大[1].混凝土断裂韧度随粗骨料最大粒径的改变而变化,当Dmax=40 mm时,断裂韧度均达到最大值.     

骨料粒径对混凝土力学性能影响研究

为研究粗骨料平均粒径对混凝土力学性能的影响,利用MTS试验机进行了M40、M80和M110砂浆及对应不同粗骨料粒径混凝土的准静态压缩与劈裂试验,获得了各试件的准静态压缩应力-应变曲线和劈裂应力-时间曲线,分析了粗骨料粒径对不同等级混凝土的影响程度,并借助双因素方差分析方法研究了砂浆抗压强度和骨料粒径对混凝土抗压强度的影响程度.结果表明:随着粗骨料粒径的增加,混凝土的抗压强度、杨氏模量和抗拉强度具有相似的变化趋势,即呈现出先增大后减小的趋势,粗骨料粒径对混凝土抗压强度的影响随着砂浆强度的增加而变大,对杨氏模量的影响却随着砂浆强度增大而减小;砂浆抗压强度对混凝土压缩强度的影响程度要大于骨料粒径.      

混凝土双K断裂参数计算理论及规范化测试方法

就其课题组在双K方法方面取得的最新进展进行了汇报。结合当前由Hillerborg,Shah,Karihaloo,Bazant,Elices等学者及其合作者提出的各种断裂模型的优点，在双K方法中，提出了双K断裂准则并引入了相应的断裂参数KIc^ini，KIc^un和CTODc，该准则的优点在于，既考虑了分布在软化过程区的粘聚力，又以可供解析分析的应力强度因子参量作为表现形式。根据双K方法，在计算中，中需采用标准三点弯曲缺口梁、紧凑拉伸和楔入劈拉单一尺寸试件上进行简单的试验，无需卸载，且只要测定P－CMOD曲线上升段的初始柔度ci以及通过最大荷载的割线柔度Cs作为计算的输入数据，所有的计算都可在小型计算器上解析运行，而不必进行非线性方程求解、数值积分及回归分析。该双K断裂参数的计算方法在理论基础方面较为系统和完备，实验方法简便，可作为建立我国混凝土断裂参数规范化标准测试方法的参考草案。     

混凝土楔入劈拉试件双K断裂参数叠加计算及其边界效应

采用楔入劈拉试件几何形式,进行了最大尺寸为1 200 mm×1 200 mm×200 mm混凝土断裂试验.根据试验获得的荷载张开口位移关系曲线,在线性渐近叠加假定的基础上,利用应力强度因子叠加原理计算了双K断裂参数,考虑了当楔形力的竖向分量、自重和支承反力三者不共线时,竖向分量和自重对裂缝尖端应力强度因子的贡献.试验结果表明,当试件高度大于600 mm时,测定的双K断裂参数是与尺寸无关的常数值;当试件高度低于600mm时,测定的双K断裂参数存在尺寸效应.采用边界效应模型分析发现,其尺寸效应与边界对断裂过程区发展的约束作用相关,试件的高度越小,边界的约束作用越强,测定的断裂韧度越小.经边界效应模型修正后,可得到与尺寸无关的常数值.     

混凝土骨料粒径对声发射信号衰减特性影响

针对混凝土材料声发射信号衰减特性问题,探究了不同组分对声发射信号的衰减变化规律。选用不同骨料粒径(5～10 mm、10～15 mm和15～20 mm)混凝土试件进行断铅试验,研究分析声发射信号幅值、中心频率、波速等参数变化。结果表明：品质因子Q与波阻抗具有较好的相关性,15～20 mm骨料粒径混凝土试件的品质因子Q和波阻抗最小,声发射信号衰减最大。随着传播距离的增加,弹性波的幅值、中心频率、峰值电压均呈衰减趋势。混凝土骨料粒径越大,其幅值和中心频率的衰减系数越大,声发射信号衰减越明显,各频段信号衰减越快,信号频带变得越窄,其基准波速越小,波速衰减变化越大。当弹性波传播到900 mm距离处时,5～10 mm、10～15 mm和15～20 mm粒径试件的波速变化率分别为-33.85%、-34.88%和-35.91%。     

骨料粒径对早龄期混凝土温度场分布的影响研究

将混凝土视为由骨料和砂浆组成的两相复合材料,分别建立了散热和绝热边界条件下一、二级配骨料的早龄期混凝土有限元模型,研究骨料粒径对早龄期混凝土温度场分布的影响.结果表明,绝热条件下在骨料含量相同的情况下,骨料粒径并不影响模型最终的温度场分布,但对砂浆和骨料之间热交换速率会产生影响;散热条件下边缘砂浆节点温度下降剧烈,甚至会低于预冷骨料温度升高的极值.因此在混凝土浇筑及养护过程中应做好保温措施,同时应考虑预冷骨料的级配给混凝土温控带来的影响.     

骨料对透水混凝土性能的影响

试验研究了骨料品种、骨料粒径对透水混凝土主要性能的影响。试验结果表明：在相同骨料粒径的情况下,由碎石骨料配置的透水混凝土总孔隙率和透水系数明显大于卵石骨料配置的透水混凝土,碎石的强度变化幅度比卵石的变化幅度明显;随着骨料粒径的增大两种骨料配置的透水混凝土的孔隙率、透水系数均有所增大,在同一配合比情况下,随着骨料粒径的增大透水混凝土的强度呈非线性变化,且存在最佳粒径尺寸。     

骨料粒径及砂率对自密实混凝土力学性能的影响

为了研究骨料粒径及砂率对自密实混凝土力学性能的影响,采用控制变量法,开展了以骨料粒径、砂率及养护龄期为变量的抗压强度及抗折强度试验研究.结果 表明自密实混凝土的抗压强度随养护龄期的增长逐渐增大,前期强度增长速率快,7d抗压强度为28d抗压强度的56.1％～83.1％;抗压强度及抗折强度随细度模数的增大逐渐增大,随砂率的...     

混凝土断裂参数的灰关联分析

针对目前混凝土断裂试验数据少、较难应用传统统计方法进行分析的现状,将灰关联分析方法引入到混凝土三点弯曲梁和大型紧凑拉伸试件断裂参数的相关性分析中,考查了各断裂参数的相关性,讨论了各种相关性产生的原因．结果表明,三点弯曲梁的断裂韧度和断裂能有较大的尺寸效应,而紧凑拉伸试件的断裂参数无明显的尺寸效应,为混凝土的断裂分析提供了一个新的途径．     

混凝土试件缝高比对裂缝扩展过程及断裂韧度的影响

采用试件尺寸为40cm×40cm×20cm五组不同缝高比α_0/h的楔入劈拉试件,研究缝高比对砼裂缝扩展过程及断裂韧度的影响,采用在试件缝侧贴应变片并辅以计算机采集系统测得了不同缝高比试件的裂缝亚临界扩展量△α_c·结果表明,试件缝高比不同,裂缝的亚临界扩展量、断裂韧度也不同,并不存在稳定的断裂参数。     

不同骨料粒径在不同浆膜厚度下的透水混凝土试验

采用2～10 mm、10～13. 2 mm、13. 2～16 mm的骨料粒径分别在骨料表面浆膜厚度为0. 4 mm、0. 5 mm、0. 6 mm的情况下进行透水混凝土性能的研究。试验发现:透水混凝土内部骨料表面在相同浆膜厚度下,随着骨料粒径不断增大,其有效孔隙率的增大并不明显,且不同骨料粒径试样的28 d平均抗压强度值变化幅度相差不大;随着骨料表面的浆膜厚度增加到后期,相同骨料粒径的透水混凝土抗压强度增加幅度不大,而浆膜厚度为0. 4～0. 5 mm时其抗压强度增加值较明显;当骨料表面的浆膜厚度较薄时,试样透水系数的增大趋势随着骨料粒径前期的增大比后期更快;而当浆膜厚度更厚时,不同骨料粒径试样的透水系数增大趋势较均匀。     

粗集料对水泥混凝土热工参数的影响

基于改进的光杠杆系统和护热平板法测定了水泥混凝土的线膨胀系数和导热系数,分析了粗集料类型以及粗集料含量对二者的影响．研究结果表明,粗集料类型不同时,集料本身的线膨胀系数越大,该种集料的混凝土线膨胀系数也越大,导热系数的变化规律也相同;粗集料类型相同时,线膨胀系数随粗集料含量的增加而增大,而导热系数在一定范围内随粗集料含量的增加而减小．此外,在10～50℃范围内逐级升高或降低相同温度时,混凝土膨胀量大致相同,膨胀量对不同温度区间的敏感性无明显差异．     

不同强度等级混凝土的断裂韧度、断裂能

采用尺寸为１５０ｍｉｎ×１５０ｍｍ×１５０ｍｍ三组楔入劈拉试件进行断裂试 验，研究不同强度等级混凝土的断裂韧度ＫＩＣ、断裂能ＧＦ及临界裂缝尖端张 开位移（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｃｒａｃｋ Ｔｉｐ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）ＣＴＯＤｃ．研究结果表明， ＫＩＣ、ＧＦ随着抗压强度ｆｃ、劈裂抗拉强度ｆｔ的增大而增大，并且成线性关系； ＣＴＯＤｃ则不随试件的强度变化而变化．这与金属材料的断裂特性有明显的 区别．     

应力对混凝土断裂参数测定有效性的影响

对于线弹性材料,裂缝尖端平行于裂缝方向的T应力会影响裂缝的扩展方向和起裂断裂韧度,然而在混凝土类准脆性材料的断裂韧度测试中,无论是起裂断裂韧度还是失稳断裂韧度,T应力的影响却少有研究.以混凝土Ⅰ型断裂韧度测试常用的三点弯曲梁、楔入劈拉试件为对象,计算了裂缝尖端的T应力大小,并分析了其对裂缝扩展方向和断裂韧度的影响.分析计算结果表明:这些常用试件裂缝尖端的T应力相比于裂缝尖端控制因素应力强度因子K很小,不会影响裂缝扩展方向,保证了混凝土断裂失稳前一直处于Ⅰ型裂缝状态;另外,T应力对起裂断裂韧度和失稳断裂韧度的数值也不会产生影响,说明常用试件进行的混凝土断裂韧度确定方法是可靠有效的.     

混凝土剪切断裂的尺寸效应试验研究

针对混凝土的Ⅱ型断裂进行了较为详细的研究.利用四点剪切加载的试验方法分析了混凝土Ⅱ型断裂的机理,发现混凝土Ⅱ型断裂具有明显的尺寸效应.同时由于混凝土尺寸的不同试件出现不同的破坏形式.研究表明,混凝土材料在宏观上存在着剪切断裂形式.     

混凝土断裂特性的实验研究

由楔入劈拉和三点弯曲梁断裂实验模型,测定了带预制裂缝混凝土试件的变形随加载而变化的规律,得到了反映混凝土断裂特性的数据曲线. 采用电测法对楔入劈拉试件的断裂过程进行了测定;用电子散斑干涉法（electric speckle pattern interferometry）测定了三点弯曲梁的裂纹端部的面内位移,为深入研究混凝土断裂特性提供了有效的实验分析方法.