混凝土疲劳断裂及其尺寸效应研究

【摘要】： 为了研究混凝土试件的疲劳断裂机理，本文结合国家自然科学基金青年基 金《砼Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂特性及断裂机理研究》开展了以下几个方面的研 究： 1、采用高度为200mm、初始缝高比分别为0.2、0.3、O.4、0.5及高度为200mm、 300mm、初始缝高比为0．2的两组非标准三点弯曲梁混凝土试件，研究了试件缝 高比及高度对混凝土双K断裂参数的影响。研究结果表明，利用虚拟裂缝模型 计算得到的双K断裂参数是一个不受试件缝高比、高度影响的常数。 2、采用光弹贴片法研究了非标准三点弯曲梁混凝土试件的裂缝扩展全过 程，利用试验中拍摄的彩色条纹图，得到了混凝土裂缝在不同荷载下其起裂、 稳定扩展直至失稳破坏全过程的观察结果。 3、在上述静载试验基础上，进行了疲劳荷载作用下混凝土裂缝稳定扩展 过程研究。利用柔度法及电阻应变片法获得了在不同疲劳次数下裂缝的扩展量 △a值，在此基础上得到了混凝土疲劳裂纹扩展规律。试验研究结果表明，混 凝土疲劳裂纹扩展规律符合Paris公式： 4、为了进一步分析研究混凝土在疲劳荷载作用下裂纹扩展规律，采用光 弹贴片法，对高度分别为200mm、400mm、600mm、初始缝高比为0．2的楔入劈 拉试件进行了疲劳断裂试验。结果表明，混凝土在疲劳断裂过程中，其裂纹扩 展率存在着尺寸效应。