含直裂縫的素混凝土梁斷裂特性的有限斷裂力學分析.pdf

1、混凝土對當代建筑行業(yè)來說是不可或缺的一種建筑材料，并且其原料豐富、造價低廉、工藝簡單、輕質(zhì)、高強度、多功能等特點，使其在工程領(lǐng)域中混凝土成為各種構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的主要材料。至目前為止對于素混凝土梁的斷裂過程區(qū)的相關(guān)研究至今還未達成共識，仍是研究的重點。由于混凝土材料的多相性，導致其主裂縫尖端呈現(xiàn)出微裂區(qū)簡稱斷裂過程區(qū)（FPZ）；素混凝土是一種準脆性材料，其構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的斷裂行為受到斷裂過程區(qū)的影響極大。因此對含有預(yù)制裂縫的混凝土材料的這類構(gòu)件和

2、結(jié)構(gòu)在靜荷載下的破壞規(guī)律的研究是具有較大的工程意義。
　　為了研究帶預(yù)制裂縫的素混凝土梁在靜荷載作用下裂縫尖端微裂區(qū)擴展規(guī)律，通過數(shù)字圖像相關(guān)法（DICM）觀測混凝土三點彎曲梁試驗的損傷、斷裂過程。利用DICM技術(shù)及電測法能夠精確測量和計算荷載作用下的斷裂過程區(qū)長度、裂縫張開位移值、起裂荷載、最大破壞荷載值等力學參數(shù)。理論上利用有限斷裂力學模型（FFM）和修正的最大周向正應(yīng)力準則（MMTS）研究最大破壞應(yīng)力、應(yīng)力強度因子、斷裂過程

3、區(qū)長度隨試件裂縫尺寸及梁高的變化規(guī)律。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　（1）通過數(shù)字圖像相關(guān)法（DICM）及電測法測量了試件在不同荷載作用下相對應(yīng)的裂縫張開位移值、斷裂過程區(qū)長度，試驗結(jié)果表明：其值隨著試件的梁高增加而增加，隨著初始縫高比的增大而減小。
　　（2）試驗分析了不同初始縫高比及梁高對混凝土試件的起裂荷載、最大荷載、起裂韌度、失穩(wěn)韌度、斷裂能、加載點位移等斷裂相關(guān)參數(shù)的影響，試驗結(jié)果表明：梁高對試件的最大承載能