混凝土断裂韧度的尺寸效应

本文采用最大尺寸为2500mm×600mm×600mm共计33根三点弯曲切口梁进行了断裂试验,分别研究了试件体积、高度、厚度、跨度对断裂韧度的影响规律。试验结果表明,断裂韧度随试件体积的增大而增大;分别对各个尺寸因素而言,断裂韧度与试件厚度无关,随试件跨度的增大而有减少的趋势。随试件高度的增大而显著增加。     

混凝土断裂韧度的尺寸效应研究

本文采用最大尺寸为７０ｃｍ×７０ｃｍ×２０ｃｍ的楔入劈拉试件进行了断裂试验，研究试件高度对混凝上断裂韧度的影响规律。采用电阻应变片并结合计算机数据采集系统测得了混凝土试件裂缝的起裂、稳定扩展和失稳破坏的全过程，利用测得的裂缝亚临界扩展量△ａ＿ｃ对混凝土断裂韧度进行了修正。     

水泥砂浆断裂韧度的尺寸效应研究

用两种不同配合比的水泥砂浆分别制作了三组几何相似的矩形截面直裂缝三点弯曲梁.在MTS815材料试验机上进行试验,记录了试件的荷载-加载点位移(P-δ)和荷载-裂缝端口张开位移(P-ωCMOD)的全过程曲线.利用最大荷载和初始裂缝长度求得的线弹性断裂韧度存在明显的尺寸效应.为此,基于虚拟裂缝模型,认为裂缝端口张开位移是荷载、自霞和黏聚力共同作用的结果,求解该位移公式得到断裂过程区长度值,用断裂过程区长度修正初始裂缝长度后,再代入三点弯曲梁应力强度因子公式,进而得到尺寸效应程度较弱的等效断裂韧度值.     

混凝土双K断裂韧度的尺寸效应

为探明双K断裂韧度的尺寸效应律,基于Bazant尺度律方法,推导了双K断裂韧度的尺寸效应公式,并通过几组混凝土断裂韧度的试验数据,对不同试件形式的尺寸效应进行了验证,最后给出考虑尺寸效应的双K断裂判据。研究表明:由室内小试件所测得双K断裂韧度随试件高度的增大而增大,并逐渐趋近于平面应变断裂韧性K1C;随初始缝高比α0的增大先增大后减小,且在α0约为0.4附近时达到最大。采用推导的尺寸效应律可对名义双K断裂韧度进行定量的描述和预测,不考虑尺寸效应的双K断裂判据偏保守。     

碾压混凝土名义断裂韧度尺寸效应公式适用性的试验探讨

通过对碾压混凝土楔入劈拉试件断裂试验结果进行分析研究,得到了碾压混凝土的断裂韧度的尺寸效应规律.将碾压混凝土断裂韧度试验结果与已有的普通混凝土断裂韧度尺寸效应公式结合,通过对几种模型计算结果的分析比较,确定了碾压混凝土断裂韧度尺寸效应所适用的公式.     

考虑尺寸、边界效应和裂纹扩展的单向间隔诱导缝等效强度模型

对失稳断裂韧度的尺寸、边界效应及有效裂纹扩展量开展深入探讨,研究不同尺寸非标准试件之间的失稳断裂韧度尺寸、边界效应和反映实际规律且具有实际物理意义的有效裂纹扩展量,基于上述讨论,建立考虑上述影响因素的单向间隔诱导缝等效强度模型,同试验结果对比发现,模型具有较好精度,可作为大体积混凝土单向间隔诱导缝等效强度的推荐公式.     

预设穿透型诱导缝的碾压混凝土等效强度及其断裂韧度尺寸效应研究

为了研究拱坝诱导缝强度和断裂特性,在两种尺寸的碾压混凝土长方体试件内埋设了不同削弱度的一片、两片穿透型诱导缝板。对其进行的轴拉试验表明,诱导缝等效强度存在明显的尺寸效应：对于相同削弱度,试件尺寸增加,等效强度降低,对本试验试件其最大降低值为0．278MPa。含诱导缝的结构断裂韧度随着削弱度的减小而增加：削弱度由0．342变为0．208时,小型和中型试件的断裂韧度分别从0．488MN／m^3/2、0．506MN／m^3／2增加到0．519MN／m^3／2、0．581MN／m^3／2。最后,在相同尺寸和削弱度下,诱导缝布置由一片改为两片及增大两片缝的闻距,都对降低等效强度有很大的作用：如对于削弱度为0．342,诱导缝布置由一片改为两片时等效强度最大降低了36．5％。对于小型试件,当缝距b／a从2．69降低到1.92时,等效强度降低了26．5％。对于大型试件,当缝距b／a从3．46降低到1．92时,等效强度降低了24．1％。这一试验结果表明实际大坝中合理布置诱导缝比单纯增加削弱度对降低诱导缝等效强度更有效。     

混凝土断裂尺寸效应律的探讨

混凝土结构断裂破坏的尺寸效应现象是８０年代初兴起的热点问题。本文在前人研究成果的基础上,对混凝土断裂尺寸效应律公式进行了探讨,建立了混凝土断裂韧度与试件尺寸之间的关系,并用试验数据进行了验证。     

硅灰混凝土强度与断裂韧度

介绍了一种评价硅灰对混凝土强度和断裂韧度影响的试验方法。试验表明 ,混凝土中 1 2 %的水泥由硅灰取代时抗压强度提高 75% ,相应地断裂能提高 1 5～ 2 0 %     

高强混凝土的断裂韧度

用三点弯曲试样测定了高强混凝土的断裂韧度ＫＩＣ，试验证明：高强混凝土的断裂韧度明显大于普通混凝土的断裂韧度。分析了裂纹相对深度变化对断裂韧度的影响；并且还探讨了高强混凝土的断裂机理。     

采用碳纳米管提高纤维砂浆的起裂断裂韧度

将0.1%(质量分数)碳纳米管掺加到微钢纤维-PVA纤维增强水泥砂浆中,以提高其起裂断裂韧度.结果显示:与空白试件相比,在28d龄期时,掺加0.1%碳纳米管的微钢纤维-PVA纤维增强水泥砂浆弹性模量和起裂断裂韧度分别提升了9.05%和21.44%;碳纳米管主要通过桥连作用、网格填充作用增强微钢纤维-PVA纤维增强水泥砂浆的起裂断裂韧度.     

钢纤维高强混凝土的断裂韧度

通过100个尺寸为100 mm×100 mm×515 mm的钢纤维高强混凝土试件以及相同尺寸的45个高强混凝土试件切口梁三点弯曲试验,探讨了钢纤维体积分数和相对切口深度对高强混凝土断裂韧度的影响和高强混凝土断裂韧度的统计分布规律.结果表明,随着钢纤维体积分数的增加,钢纤维高强混凝土断裂韧度增益比成线性增加;随着切口深度的增加,断裂韧度略有降低;高强混凝土断裂韧度服从威布尔分布.在试验结果的基础上,建立了钢纤维高强混凝土断裂韧度的计算公式.     

塑料骨料对水泥砂浆性能的影响

将废旧塑料薄膜与水泥经螺杆挤出机共混挤出造粒制备圆柱状塑料骨料.以塑料骨料等体积取代水泥砂浆中的砂子(75%,150%,300%),然后测试塑料骨料对水泥砂浆流动度、抗折强度、抗压强度、断裂挠度、断裂韧性的影响.结果表明：随塑料骨料掺量增加,水泥砂浆流动性增加,抗折强度和抗压强度减小;掺加塑料骨料可以增加水泥砂浆断裂挠度;与空白塑料骨料相比,共混了水泥的塑料骨料可以减小水泥砂浆抗折强度和抗压强度的降低幅度;当共混了30%（质量分数）水泥的塑料骨料等体积取代75%砂子时,水泥砂浆断裂韧性与空白水泥砂浆相比提高了571%.     

高强高性能砂浆的研究与发展

随着墙体材料改革的深入,混凝土砌块以及混凝土多孔砖逐步取代粘土砖,对砂浆性能要求随之提高,因此,高强高性能砂浆的研制日益受到重视。作者通过查阅相关文献资料,对国内外高强高性能砂浆的研究现状作了详细的介绍,有利于有关研究人员今后的研究工作。     

Influence of Boundary Effect on Fracture of Concrete

The recently-developed boundary effect concept and the associated asymptotic model are used to analyze size-dependent fracture of concrete specimens. It is shown that the dependence of concrete fracture on specimen size, crack and/or ligament length is due to the same mechanism, i.e. the interactions between the crack tip fracture process zone and specimen's boundaries. By introducing an equivalent crack length ae, dimension dependent fracture becomes equivalent to fracture of a large plate with a small edge crack, and therefore, follows the same relationship of the "net" nominal strength σn versus ae. As a result, the size dependent fracture can be predicted using the data measured on different types of specimens. To demonstrate the flexibility and effectiveness of the asymptotic boundary effect model, previously published results of three test series are analyzed. Excellent agreement has been found. Implications of the successful prediction are discussed.     

废玻璃粒径对废玻璃砂浆耐高温性能的影响

用粒径1.18~5.00mm,600μm~1.18mm,300~600μm和＜300μm这4种废玻璃分别取代（质量分数）30%,60%,100%天然砂配制砂浆,测试砂浆在20,300,400,600,800,900℃的抗压强度和劈裂抗拉强度.结果表明：在常温下,用粒径≥300μm废玻璃取代天然砂后,砂浆强度低于基准砂浆,且随废玻璃取代率增大而降低;用粒径＜300μm的废玻璃取代部分天然砂后,砂浆劈裂抗拉强度略大于基准砂浆,抗压强度则大大高于基准砂浆;所有配合比砂浆强度均随着加热温度的提高不断降低,强度与加热温度间呈良好的线性关系,相关系数大多＞0.980;用粒径＜300μm废玻璃取代60%以上天然砂,高温益化系数＞1.25,可显著提高砂浆的高温性能.     

超低温作用对超高韧性水泥基复合材料断裂性能的影响

为研究超高韧性水泥基复合材料（UHTCC）在超低温环境下的断裂性能,设计了5组不同纤维掺量的UHTCC预制裂缝切口梁,在经过超低温作用后进行三点弯曲加载试验,通过分析计算UHTCC的荷载-挠度曲线,评价了超低温环境下UHTCC的断裂性能.结果表明：当纤维掺量为1.5%时,UHTCC性能的提升效果最优,当纤维掺量超过1.5%时,UHTCC的性能略有降低;超低温作用后UHTCC的强度显著提升,当处理温度由常温降至-160 ℃时,材料表现出明显的脆性,其延性指数、特征长度及失稳断裂韧度均明显降低.     

落叶松锯材抗弯强度尺寸效应

以兴安落叶松锯材为研究对象,研究了不同目测等级下锯材尺寸与其抗弯强度之间的关系.试验选取1961根6.5、9.0和14.0 cm3种宽度尺寸的目测等级锯材,每个宽度尺寸分为高、低目测等级组,按照每组试件宽度18倍的测试跨度测试锯材的抗弯强度.利用斜率法和形状参数法确定高、低目测等级组抗弯强度5％分位值的长度与宽度的组合尺寸效应.研究结果表明,斜率法获得高、低目测等级组试件抗弯强度5％分位值的组合尺寸效应分别为0.19和0.23.     

高温对水泥砂浆强度的影响及机理分析

研究了水泥石及不同集料掺量水泥砂浆在室温(20℃)至550℃时抗压强度的变化.结果表明,水泥石及同灰砂比的水泥砂浆,其抗压强度变化均可分为3个阶段:第1阶段(20~150℃),水泥石及灰砂比>1/3的水泥砂浆抗压强度有所增加,而灰砂比<1/3的水泥砂浆抗压强度则有所降低;第2阶段(150~180℃),抗压强度变化平缓;第3阶段(180~550℃),抗压强度呈明显下降趋势.同温度下水泥砂浆的抗压强度随集料掺量的增加而降低.运用DSC/TG,XRD和热膨胀性能测试对以上规律进行了机理分析.