砼断裂韧度尺寸效应的试验研究

为研究混凝土断裂韧度的尺寸效应,将基于Weibull统计破坏的尺度律与基于Bazant能量释放的统一尺度律进行对比,进行了三种混凝土断裂韧度,即起裂韧度 、失稳韧度 及临界裂缝尖端张开位移CTODc的试验研究。采用在建桥梁所用高强混凝土材料制作了6组几何相似,最大尺寸为S×H×B=1280 mm×320 mm×160 mm,总共18根带预制缺口的素混凝土平面应变三点弯曲试件,应用MTS材料试验机、动态应变仪等测试手段获得了试件的载荷-加载点位移、载荷-裂缝口张开位移全过程曲线以及裂缝前沿应变等。计算结果发现考虑了裂缝前沿过程区影响后的混凝土断裂韧度仍然表现出一定程度的尺寸效应,而Bazant统一尺寸效应律较Weibull尺寸效应律更适合预测大尺寸混凝土材料的断裂韧度。     

混凝土断裂韧度尺寸效应探讨

从国内一些单位近来所进行的断裂试验数据看,虽然在计算断裂韧度KⅠc时,裂缝长度a的取值为已经考虑了断裂过程区影响的临界有效裂缝长度ac,但KⅠc仍是有尺寸效应的,且基本满足由Weibull脆性破坏统计理论所导出的尺寸效应关系式,严格地说,此尺寸效应关系式只能在包括缝高比a/h在内的所有几何尺寸均相似的条件下才能应用.但大、小尺寸试件的临界缝高比ac/h往往是不相似的,因此尺寸效应关系式还应乘上一修正项.     

混凝土断裂韧度 K_(ⅠC) 尺寸效应极限值的讨论

根据Ｗｅｉｂｕｌ脆性破坏统计理论，假定大尺寸混凝土试件ＫⅠＣ的统计分布和小尺寸试件服从同样的Ｗｅｉｂｕｌ分布，可以得到大、小试件ＫⅠＣ的尺寸效应关系式．在此基础上，本文进行了数学分析，对诸如大坝这样的大体积混凝土结构，提出了断裂韧度ＫⅠＣ的极限值的看法．这对大坝的开裂问题的分析计算有重要的参考价值     

软岩流变的尺寸效应

岩体内随机分布结构面对软岩流变的影响主要表现为尺寸效应.通过对四种不同尺寸砂质页岩试件的分级增量循环加、卸载单轴压缩蠕变实验,揭示了该类软岩的流变可以用萨乌斯托维奇模型来描述,模型的三个本构参数EH(线弹性参数)、EK(黏弹性参数)和ηK(黏性系数)值随软岩试件尺寸增大而不断减小并最终趋于一定值,这一规律可用具有极值条件的非线性回归方程来表达.由此获得了求解结构面随机分布条件下工程岩体连续微元尺寸的外推方法,利用该法可通过对室内不同尺寸岩石试件的流变力学实验确定在连续性概化范围内工程岩体的流变模型及其力学参数值.     

粉煤灰掺量对混凝土结构断裂性能的影响

为了提高混凝土结构的断裂性能,对粉煤灰掺量0～50%的混凝土进行断裂韧度试验研究.采用楔入劈拉法测得试件的双K断裂参数.通过-裂缝尖端张开位移(P-CTOD)曲线上升段能够捕捉到混凝土的起裂荷载PQ,由PQ和初始裂缝长度a0计算出起裂韧度值KQIC,由最大荷载Pmax和有效裂缝长度口.计算出失稳韧度值KicS.其中,有...     

钢筋混凝土构件的断裂韧度

本文对带裂纹的钢筋混凝土构件进行了断裂力学分析,并通过试验和有限元计算得到了含裂纹钢筋混凝土构件中KIc的尺寸效应和s/w(跨高比)值对KIc值的影响等问题进行了研究.在测试中还成功地应用了声发射测试技术监测裂纹的临界扩展点.     

载荷板尺寸效应的试验研究

在试验室模拟路基现场的工况,建立平板载荷试验模型,进行了地基系数与载荷板尺寸的相关性试验,并与理论公式进行了对比。根据试验成果归纳出不同载荷板尺寸的地基系数间的换算公式。     

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.     

用万能材料试验机进行岩石断裂韧度试验研究

本文通过在万能材料试验机上进行岩石短棒试件的断裂韧度试验,论证了用万能材料试验机代替伺服材料试验机进行岩石V形切口圓棒三点弯和短棒试验的可行性。通过多种岩石的短棒试验,得出了岩石的稳定“塑性”值,约为0.13。     

地基承载力尺寸效应离散元分析

采用离散元软件PFC2D模拟4种宽度的载荷试验,并结合前人试验结果,研究地基尺寸效应的一般规律,探讨尺寸效应产生的原因.结果表明:承载力系数随基础宽度的增大而减小,减小量随基础宽度的增大而降低.p-s曲线的最大曲率(即拐点的曲率)随基础宽度的增大而减小,曲线总体形态逐渐趋于平滑.净砂在离散元模拟中,它的强度包线为一条直线.随着应力水平的提高,土颗粒的峰值内摩擦角基本不变,但是地基极限承载力依然存在尺寸效应,这说明强度包线的非线性并不是尺寸效应产生的根本原因.     

钢纤维增强聚合物改性高强混凝土断裂韧性的试验研究

为研究混凝土材料的抗裂性能,针对新型桥梁建筑材料———钢纤维增强聚合物改性高强混凝土(SFRPMHC),基于边界效应模型,提出用不同边界条件试件确定无尺寸效应断裂韧性的测试方法,并通过6组不同钢纤维及聚合物含量、3种不同缝高比的预制开口试件的验证,研究了材料组份对断裂韧性的影响规律.结果表明直接由试验确定的名义断裂韧性仍有尺寸效应,边界效应模型可较好描述这一规律;随钢纤维含量的增加,混凝土抗压、抗拉强度及失稳断裂韧性均线性增大,而起裂断裂韧性提高不明显;聚合物含量越大,材料抗压强度和断裂韧性也略有增大.     

高温后混凝土断裂韧度及软化本构曲线确定

沿用常温下混凝土双线性软化本构曲线形式,对高温后混凝土软化特性进行研究.引入直接影响软化曲线形状的参数λ,结合高温后楔入劈拉试验中确定的起裂韧度与失稳韧度以及失稳韧度、起裂韧度、黏聚韧度三者之间的定量关系,调整参数λ,得到了与实测结果相符的双线性软化本构曲线形状.研究表明,由常温下混凝土材料试验得到的软化本构曲线经过小幅调整,仍能够较好地描述本试验中高温后混凝土的软化特性.     

高温后混凝土双K断裂模型及其权函数计算法

基于双K(开裂韧度和失稳韧度)断裂模型,研究高温后混凝土断裂性能.使用最高温度为600 ℃的10组楔入劈拉试件测量荷载裂缝张开口位移曲线,计算混凝土的双K断裂韧度.根据权函数法,计算了基于Petersson黏聚应力软化曲线的黏聚断裂韧度值,并与黏聚断裂韧度的积分解析计算结果进行对比,两类计算结果吻合较好,论证了双K断裂模型对高温后混凝土的适用性.     

金属基复合材料参数对断裂韧性的影响

提出新的断裂理论模型，描述粒子强化的金属基复合材料的屈服强度，杨氏模量、粒子尺寸等材料参数与平面应变断裂韧性的关系，揭示粒子尺寸对断裂韧性的影响，并与实验相比较，结果表明：该模型与实验相吻合。     

混凝土断裂能G_F的尺寸效应研究

断裂能G_r是一个基于虚拟裂缝模型(FCM)并考虑了混凝土软化特性的断裂参数,此参数在混凝土结构的非线性开裂计算中是必不可少的。RILEM推荐采用三点弯曲梁作为测定G_r的试件,标准试件的断面尺寸为100mm×100mm,但也可采用更大尺寸的试件。因而,G_r的尺寸效应问题就必需研究。据此,作者进行了100mm×100mm×400mm,400mm×200mm×1600mm和800mm×400mm×3200mm三种尺寸的混凝土三点弯曲梁G_r的系列测试,发现G_r具有显著的尺寸效应。这一结论对大型混凝土结构的开裂分析有着重要的价值。本文就影响G_r尺寸效应的一些主要因素进行了分析和讨论。     

用声发射技术测定混凝土断裂韧度的探讨

应用声发射技术和带中心竖向裂纹的矩形板试件确定混凝土裂纹失稳扩展临界点，并用边界元位移不连续法计算混凝土的断裂韧度ＫＩＣ，实验表明其断裂情况更接近混凝土特性．同时还研究了缝长对ＫＩＣ的影响．研究表明：在一定范围内，相对缝长对混凝土断裂韧度影响很小．     

岩石断裂稳定性的尺寸效应

以岩石断裂峰值后曲线为岩石断裂稳定性研究内容,提出了裂纹扩展本构曲线的概念和判断岩石断裂稳定性的方法．并根据能量守恒原理,提出了裂纹-弹性体组成岩石断裂试件的简单模型和判断断裂稳定性的定量计算公式,例举并讨论了由这一模型确定岩石断裂曲线的方法及影响峰值后曲线形状的尺寸效应．     

低配筋混凝土断裂韧度的变化

本文对7组28根不同配筋率钢筋混凝土试件的试验结果进行了分析和有限元计算,在此基础上讨论了低配筋率时混凝士的断裂韧度K_10和配筋率ρ的关系以及含裂纹钢筋混凝土粱的破坏过程和特点,并根据最小二乘原理,拟合了K_10～ρ关系曲线.文中初步明确了钢筋的存在对混凝土断裂性能的影响.     

混凝土试件尺寸效应机理

本文应用边界元虚拟力法对含典型骨料不同尺寸的混凝土方形板进行数值计算．并用实 验验证．探讨了影响混凝土试件尺寸效应的因素．初步揭示立方体试件尺寸效应的机理和规律性．