考慮試件厚度的混凝土Ⅰ型裂縫擴展過程.pdf

1、混凝土結構以三維實體的形式大量存在于實際工程，在澆筑及使用過程中不可避免的會有裂縫的產生，僅僅從二維的角度研究裂縫的起裂、擴展、失穩(wěn)等是不夠的。本文通過試驗與數(shù)值模擬相結合，研究了混凝土斷裂參數(shù)的厚度效應，主要開展了以下三方面工作：
　?。?）試件厚度對混凝土Ⅰ型裂縫擴展過程影響的試驗研究
　　對強度等級為C30，初始縫高比為0.3，跨度為600mm，高度為150mm，厚度為30mm、60mm、90mm、120mm、150m

2、m以及180mm的24根帶預制裂縫的混凝土三點彎曲梁進行試驗研究。分別在裂縫口處布置數(shù)量不等的夾式引伸儀用來測量同一試件不同厚度處的裂縫口張開位移，在試件表面預制裂縫尖端附近布置應變片用來測量試件表面處的起裂荷載，在加載點附近布置夾式引伸儀用來測量加載點位移。結果表明，在本試驗研究范圍內，失穩(wěn)斷裂韌度無明顯厚度效應；當試件厚度小于90mm時，起裂斷裂韌度隨試件厚度的增大而增大，當試件厚度大于90mm時，起裂斷裂韌度保持穩(wěn)定；斷裂能隨試件

3、厚度的增大而增大；中心處裂縫口張開位移略小于表面處，但差值很小可忽略不計；
　　（2）試件厚度對混凝土Ⅰ型裂縫起裂荷載的影響
　　對上述尺寸的混凝土試件采用ANSYS有限元軟件進行三維建模分析?；谠囼灉y得的試件表面的起裂荷載，提取不同厚度處的裂縫尖端的應力強度因子、加載點位移及裂縫口張開位移。逐步減小荷載至試件中心處裂縫尖端的應力強度因子與起裂荷載作用下表面處裂縫尖端的應力強度因子相等，此荷載即為試件中心起裂對應的起裂荷載

4、。結果表明，同一試件，越靠近試件中心處應力強度因子越大、加載點位移越小、裂縫口張開位移越??；隨試件厚度的增大，表面處與中心處應力強度因子、起裂荷載的差值均增大；
　?。?）試件厚度對混凝土KR阻力曲線及斷裂過程區(qū)長度的影響
　　對上述混凝土試件采用FORTRAN編程進行混凝土KR阻力曲線及斷裂過程區(qū)長度的計算。根據(jù)試驗測得的混凝土的彈性模量、抗拉強度、泊松比、起裂斷裂韌度、斷裂能，采用裂縫擴展準則計算了KR阻力曲線。結果表明