管道表面椭圆裂纹的断裂力学有限元分析

第44卷第8期 当 代 化 工 Vol.44，No.8 2015年8月 Contemporary Chemical Industry August，2015

收稿日期： 2014-12-08

作者简介：邵菁（1990-），女，天津汉沽人，硕士研究生，研究方向：煤炭生产安全。 通讯作者：张德琦（1963-），男，教授，研究方向：煤炭生产安全。

管道表面椭圆裂纹的断裂力学有限元分析

邵菁1，张德琦1，付路路2 , 孙海霞2

（1. 辽宁石油化工大学 机械工程学院， 辽宁 抚顺 113001； 2. 山东华鲁恒升化工股份公司，山东 德州 253024）

摘 要：针对小裂纹断裂力学的基本概念，运用ANSYS workbench15.0有限元软件建立了压力管道及其裂纹的三维实体模型，并对其进行了有限元网格划分，最后对小裂纹进行了断裂力学计算，得出了裂纹的KⅠ强度因子、KⅡ强度因子、KⅢ强度因子和J 积分，定量的分析了裂纹尖端区域的应力场强弱程度，为压力管道裂纹的研究提供了定的数据支持。

关 键 词：压力管道；裂纹；断裂力学；有限元

中图分类号：TE 832 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）08-1972-02

Fracture Mechanics of Elliptical Crack on Pipe

Surface With Finite Element Analysis

SHAO Jing 1, ZHANG De-qi 1, FU Lu-lu 2, SUN Hai-xia 2

（1. School of Mechanical Engineering, Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China ；

2. Shandong Huaneng Power Chemical Corporation, Shandong Dezhou 253024，China ）

Abstract : Based on the basic concepts of fracture mechanics for small cracks, a three-dimensional solid model of pressure pipes and cracks was established with the finite element software ANSYS workbench15.0, and finite element meshing was carried out, and finally mechanics calculation for the small cracks was conducted to obtain K Ⅰintensity factor, K Ⅱ intensity factor, K Ⅲ intensity factors and J integral, and stress field strength of the crack tip region was quantitatively analyzed, which could provide data support for piping crack research. Key words : Pressure pipe; Crack; Fracture mechanics; Finite element

断裂是油气管道最为重要的一种失效形式。在实际管道构件中，管子制造、焊接、施工、应力腐蚀、疲劳等各种工作环境引起的裂纹大多都是非穿透裂纹，包括Ⅰ型裂纹、Ⅱ型裂纹、Ⅲ型裂纹和复合型裂纹[1]

，而大多属于Ⅰ型裂纹（张开型裂纹），也就是最为危险的而一种裂纹形式，管道破裂以前表面裂纹发生失稳扩展，一旦发生破裂裂纹就会以穿透裂纹高速进行扩展，发生低应力脆断。

1 管道裂纹结构及相关参数[2]

管道长度为1 m，内半径为0.1 m，外半径为0.108 m，椭圆裂纹的计算参数为，椭圆短半轴a =0.006 m，长半轴b =0.05 m，裂纹位于管道的中部。

具体结构图如图1所示，管道的材料为结构钢，弹性模量为2.1e11，泊松比0.29。

2

断裂力学计算

经有限元划分裂纹尖端网格如图2所示[3]

。

图1 管道结构图 Fig.1 Pipeline chart

图2 裂纹尖端网格 Fig.2 Crack tip mesh

混凝土裂缝的鉴别标准及处理原则

混凝土裂缝的鉴别及处理原则 裂缝是固体材料中的一种不连续现象，许多钢筋混凝土形式建筑物在建设过程和使用过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象，也是长期困扰土木技术人员的一项技术难题。在工程鉴定加固中，经常遇到各种形式的混凝土裂缝，准确地对混凝土裂缝进行鉴别不仅是工程鉴定一项主要内容，也是对裂缝进行加固修补处理的重要依据，因此显得尤为重要。 二、混凝土裂缝的主要类型 混凝土裂缝产生的基本原因可以归纳为两大类：一类是荷载变化引起的裂缝，包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载;一类是由变形变化引起的裂缝，包括温度、湿度变化、不均匀沉降、冻胀、钢筋锈蚀、化学反应膨胀等等(1)。 按裂缝产生的机理分，建筑物中常见的裂缝基本类型有：塑性收缩裂缝，沉降收缩裂缝，温度裂缝，干燥收缩裂缝，碳化收缩裂缝，化学反应裂缝，沉陷裂缝，冻胀裂缝，徐变裂缝，凝缩裂缝等等。 三、混凝土裂缝鉴别的主要内容 建筑物的破坏，特别是钢筋混凝土结构的破坏往往是从裂缝开始的。但是，并不是所有的裂缝都是建筑物危险的征兆，只有那些影响结构承载能力、稳定性、刚度以及节点连接可靠性等的裂缝才可能危及建筑物的使用安全。而大量常见的裂缝，如温度、收缩裂缝等，并不危及建筑结构安全。因此，各类裂缝对建筑物的危害是不同的，故对各类裂缝的处理应有区别。所以准确鉴别不同类型的裂缝是十分重要的。 裂缝鉴别一般从裂缝现状、开裂时间和裂缝的发展变化三个方面调查分析(2)，其鉴别的主要内容有以下几个方面： (一) 裂缝现状调查 包括对所处理裂缝调查其产生形式、裂缝宽度、裂缝长度、是否贯通、缝内有无异物及裂缝宽度的变化等情况。裂缝末端位置是推断混凝土应力状态的重要参数，一定要仔细观察到看不见为止。 1、裂缝宽度 裂缝宽度是判断裂缝对混凝土结构物影响程度的重要参数，应预先查明裂缝宽度是否发展变化，因为它是分析开裂原因、决定修补及补强加固方法的重要项目。

砼表面裂缝原因分析

砼表面裂缝原因分析 The manuscript was revised on the evening of 2021

砼表面裂缝原因分析 一、混凝土裂缝类型及成因 实际上，钢筋混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素互相影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种原因，其中最常见的是混凝土早期裂缝，混凝土早期裂缝有以下几种：1、塑性沉降裂缝此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土骨料沉降时受到阻碍（如钢筋、模板）而产生的。这种裂缝大多出现在混凝土浇注后小时至3小时之间，混凝土尚处在塑性状态，混凝土表面消失水光时立即产生，沿着梁及板上面钢筋的走向出现，主要是混凝土塌落度大、沉陷过高所致。另外在施工过程中如果模板绑扎的不好、模板沉陷、移动时也会出现此类裂缝。 1、塑性收缩裂缝 此类裂缝产生的主要原因是混凝土浇筑后，在塑性状态时表面水分蒸发过快造成的。这类裂缝形状不规则、长短宽窄不一、呈龟裂状，深度一般不超过50mm.多在表面出现，产生的原因主要是混凝土浇注后3—4小时左右表面没有被覆盖，特别是平板结构在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快，或者是基础、模板吸水过快，以及混凝土本身的水化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩，此时混凝土强度趋近于零，不能抵抗这种变形应力而导致开裂。 2、温度的变化与湿度的变化 裂缝：混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。 3、原材料质量引起的裂缝

断裂力学习题

断裂力学习题 一、问答题 1、什么是裂纹？ 2、试述线弹性断裂力学的平面问题的解题思路。 3、断裂力学的任务是什么？ 4、试述可用于处理线弹性条件下裂纹体的断裂力学问题两种方法： 5、试述I型裂纹双向拉伸问题中的边界条件，如何根据该边界条件确定一复变函数，并由此构成应力函数，最后写出问题的解。b5E2RGbCAP 6、什么是应力场强度因子K1？什么是材料的断裂韧度K1C？对比单向拉伸条件下的应力及断裂强度极限b，，说明K1与K1C的区别与联系？p1EanqFDPw 7、在什么条件下应力强度因子K的计算可以用叠加原理 8、试说明为什么裂纹顶端的塑性区尺寸平面应变状态比平面应力状态小？ 9、试说明应力松驰对裂纹顶端塑性区尺寸有何影响。 10、K准则可以解决哪些问题？ 11、何谓应力强度因子断裂准则？线弹性断裂力学的断裂准则与材料力学的强度条件有何不同？ 12、确定K的常用方法有哪些？ 13、什么叫裂纹扩展能量释放率？什么叫裂纹扩展阻力？ 14、从裂纹扩展过程中的能量变化关系说明裂纹处于不稳定平衡的条件是什么？ 15、什么是格里菲斯裂纹？试述格氏理论。

16、奥罗万是如何对格里菲斯理论进行修正的？ 17、裂纹对材料强度有何影响？ 18、裂纹按其力学特征可分为哪几类？试分别述其受力特征 19、什么叫塑性功率？ 20什么是G准则？ 21、线弹性断裂力学的适用范围。 22、“小范围屈服”指的是什么情况？线弹性断裂力学的理论公式能否应用？如何应用？ 23、什么是Airry应力函数？什么是韦斯特加德

混凝土裂缝种类

混凝土结构裂缝的分类特征及密封处理 内容提要：对建筑结构体进行可靠性鉴定时,首先要对构件中出现的裂缝重点分析判断。而 裂缝发生有多种类型，不同类型的裂缝形成的原因不同、特点不同，产生的结果也不同。 混凝土结构裂缝的分类特征及密封处理 对建筑结构体进行可靠性鉴定时,首先要对构件中出现的裂缝重点分析判断。而裂缝发生有 多种类型，不同类型的裂缝形成的原因不同、特点不同，产生的结果也不同。产生的裂缝并 不是都会对结构安全和承载力造成危害，就结抅的受力件裂缝来讲，在钢筋混凝土设计分析 中已考虑到混凝土在受拉区是可以带裂缝工作的。因此在受拉区出现的裂缝不会直接影响结 抅的承载力。但这些裂缝却给腐蚀物质(气体和液体）的浸入留下一条通道，降低构件的防 御能力。但在抅件的受压区出现的受力裂缝会导致结构的极限破坏。在预应力混凝土构件遭 受重复荷载作用时，会出现料想不到的裂缝，而这些裂缝会使构件因结构疲劳发生破坏。很显然，混凝土结构体的裂缝不仅仅是由于受力而发生的，出现裂缝可能由一种或几种原因同 时作用引发的。因此，在进行混凝土结构可靠性分析时,必须详细调查区分清楚裂缝的类型， 从裂缝的表现形态分析结构存在的问题。 1、混凝土结构裂缝的分类方法 1）根据裂缝产生的时间划分裂缝，一般可分为两大类：①施工期间出现的裂缝。②使用期 间出现的裂缝。 2）根据引起裂缝的原因可分为：①材料选配不当。②施工控制不当。③温差作用。④荷 载作用。⑤钢筋锈蚀作用。⑥地基不均匀沉降。⑦冻胀作用。⑧地震作用。⑨火灾作用。⑩ 碰撞及其他作用等。 3）按照裂缝的产生规律、形态、容易发生的部位分布划分,一般有以下几种：①塑性收缩裂缝。②塑性沉降裂缝。③收缩裂缝。④温差裂缝。⑤不规则龟裂。⑥纵向裂缝。⑦横向裂缝。 ⑧剪切裂缝。⑨扭转裂缝。⑩斜向裂缝。?X形交叉裂缝。?八字和倒八字形裂缝。?其 他裂缝。 2、裂缝划分及其特点 (1)施工期间产生的裂缝 1)塑性收缩和沉降裂缝：塑性收缩足在混凝土凝结之前，水分从浇筑表面较快蒸发失水而引 起，这些裂缝对结构危害很小，但需进行表面处理；沉降裂缝是在施工过程中混凝土尚无任 何强度时，由于模板振动、棊础下沉、混凝土振后表面（泌)积水较多引起的，这类裂缝一

常见的墙体裂缝种类 原因 处理方法

常见的墙体裂缝种类原因处理方法 产生裂缝的原因： 一。按照裂缝位置分： 1、房屋外墙的裂缝：①在墙体中呈现斜向裂缝，且裂缝走向凹陷处。②在建筑下部比较明显，由下向上发展，呈“八”字，倒“八”字﹑水平、竖缝。 2、承重墙上的裂缝：①裂缝贯穿整个墙面且穿到背后，呈倾斜性。②在不同楼层墙体的同一位置均出现有方向、有规则的裂缝。 3、楼板(地面和顶板)的裂缝：①呈对穿性的裂缝(与房屋横梁平行的裂缝)。按有关验收规范，裂缝允许在(0.3mm)范围内，但裂缝对结构的耐久性有不利影响。②受力裂缝：这种裂缝表现为墙角呈45°的裂缝或与横梁垂直的裂缝。裂缝往往不对穿，形状外宽内窄。 4、结构梁底部的墙体(窗间墙)，产生局部竖直裂缝。 5、阳台、雨蓬等悬挑结构板的裂缝：这种裂缝通常是整个贯穿。大家都应该知道如果阳台和其他悬空的结构板出现裂缝，后果是很严重的。 以上是比较严重的裂缝情况，不过这种裂缝不多见。 二。按照装饰层-结构层分： 1、表面乳胶漆裂缝壁纸裂缝：表面装饰层没有干透就遭遇温度、湿度变化，乳胶漆壁纸会出现裂缝。 2、腻子找平层裂缝：基层有浮灰油污，找平层没有干透就遭遇温度、湿度变化，腻子会出现裂缝。 3、水泥砂浆抹灰层裂缝：如果抹灰层和墙体基体黏合不紧密则会导致抹灰层空鼓、掉粉，造成墙体开裂； 4、接缝处裂缝：钢筋混凝土剪力墙与陶粒砖（空心砖）接缝处；钢筋混凝土梁与陶粒砖（空心砖）接缝处；后堵砌的门口处；石膏板隔墙与原有墙体接缝处；受周边环境或者外力影响，石膏板、预制隔墙板和预制楼板会出现材料收缩或位置变动，这种原因会导致接缝处出现裂缝，一般为垂直缝或者水平缝。 5、结构性裂缝：结构性裂缝是由房屋主体结构引起的基体（水泥浇筑墙体）开裂、上部荷载过大引起墙体裂缝、地基下沉（如果地基下沉严重则属于房屋质量问题）、施工洞未处理等造成的。 三。按照产生原因分： 1、温度性裂逢：这种裂逢是墙体中最常见的，这种裂逢常见于不同材料的交接处，如圈梁和砖砌体交接处的水平裂缝。一般材料都有热胀冷缩的性能，房屋结构由于周围温度变化引起变形，不同材料的膨胀系数不一样，导至产生温度性的裂逢。这种裂缝，只影响房屋室内的外观，不会影响房屋的安全性，可适当

混凝土初凝时发生大面积裂缝的原因及分析

混凝土初凝时发生大面积裂缝的原因及分析 一、混凝土裂缝类型及成因 实际上,钢筋混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素互相影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种原因,其中最常见的是混凝土早期裂缝,混凝土早期裂缝有以下几种:1、塑性沉降裂缝此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土骨料沉降时受到阻碍(如钢筋、模板)而产生的。这种裂缝大多出现在混凝土浇注后0.5小时至3小时之间,混凝土尚处在塑性状态,混凝土表面消失水光时立即产生,沿着梁及板上面钢筋的走向出现,主要是混凝土塌落度大、沉陷过高所致。另外在施工过程中如果模板绑扎的不好、 模板沉陷、移动时也会出现此类裂缝。 2、塑性收缩裂缝 此类裂缝产生的主要原因是混凝土浇筑后,在塑性状态时表面水分蒸发过快造成的。这类裂缝形状不规则、长短宽窄不一、呈龟裂状,深度一般不超过50mm.多在表面出现,产生的原因主要是混凝土浇注后3—4小时左右表面没有被覆盖,特别是平板结构在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快,或者是基础、模板吸水过快,以及混凝土本身的水化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩,此时混凝土强度趋近于零,不 能抵抗这种变形应力而导致开裂。 3、温度的变化与湿度的变化 裂缝:混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表

面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内 部混凝土的约束,也往往导致裂缝。 4、原材料质量引起的裂缝 混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。混凝土所采用材料的质量不合格,可能导致结构 出现裂缝。 ①砂石含泥量超过规定,不仅降低混凝土的强度和抗渗性,还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。砂石的级配差,或砂颗粒过细,用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。碱骨料反应。骨料中含有泥性硅化物质与碱性物质相遇,水、硅反应会生成膨胀的胶质,吸水后造成局部膨胀和拉应力,则构件产 生爆裂状裂缝,在潮湿的地方较为多见。 ②拌和用水及外加剂拌和用水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或 含碱泉水拌制混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。 二、混凝土裂缝常见预防措施 1、塑型沉降裂缝预防措施此类裂缝预防的措施如下: ①在满足泵送和施工的前提下尽可能减小混凝土塌落度; ②保证混凝土均质性,搅拌运输卸料前先高速运转20—30秒,然后反转卸料;

混凝土裂缝成因及分类概述

1引言 混凝土是目前用量最大的一种建筑材料,广泛应用于工业与民用建筑、农林与城市建设、水利与海港工程。然而,许多混凝土结构在建设与使用过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝。这不仅影响建筑物的外观,更危及建筑物的正常使用和结构的耐久性。因此,裂缝问题倍受人们关注。近年来,随着预拌混凝土的大力推广应用以及结构形式日趋大型化、复杂化,使得这一问题变得更为突出。然而,混凝土结构的裂缝是一个相当普遍的现象,大量工程实践以及近代科学关于混凝土强度的细观研究都表明结构物的裂缝是不可避免的,它是材料的一种特性。因此,科学地对待裂缝问题是在对裂缝进行分类、研究的基础上,采取有效的措施,将裂缝的有害程度控制在允许的范围内。本文将就混凝土结构中常见裂缝的成因、控制措施以及修补方法作一些浅要分析。 2混凝土裂缝的分类 2·1按裂缝的成因划分 根据混凝土裂缝产生的原因,可分为结构性裂缝与非结构性裂缝两大类。 (1)结构性裂缝由各种外荷载引起的裂缝,也称荷载裂缝。它包括由外荷载的直接应力引起的裂缝和在外荷载作用下结构次应力引起的裂缝。 (2)非结构性裂缝由各种变形变化引起的裂缝。它包括温差,干缩湿胀和不均匀沉降等因素引起的裂缝。这类裂缝是在结构的变形受到限制时引起的内应力造成的。从国内外的研究资料以及大量的工程实践看,非结构性裂缝在工程中占了绝大多数,约为80%,其中以收缩裂缝为主导[1~5]。 2·2按裂缝产生的时间划分 (1)施工期间出现的裂缝[2,4]包括塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝、干燥收缩裂缝、自身收缩裂缝、温度裂缝、施工操作不当出现的裂缝、早期冻胀作用引起的裂缝以及一些不规则裂缝。 (2)使用期间出现的裂缝[4]包括钢筋锈蚀膨胀产生的裂缝、盐碱类介质及酸性侵蚀气液引起的裂缝、冻融循环造成的裂缝、碱骨料反应引起的裂缝以及循环动荷载作用下损伤累积引起的裂缝等。 2·3按裂缝的形状划分 裂缝按形状可分为[4]:①纵向裂缝,平行于构件底面,顺筋分布,主要由钢筋锈蚀作用引起:②横向裂缝,垂直于构件底面,主要由荷载作用、温差作用引起;③剪切裂缝,由于竖向荷载或震动位移引起;④斜向裂缝、八字形或倒八字形裂缝,常见于墙体混凝土梁,主要因地基的不均匀沉降以及温差作用引起;⑤X形裂缝,常见于框架梁、柱的端头以及墙面上,由于瞬间的撞击作用或者地震荷载作用引起;⑥各种不规则裂缝,如反复冻融或火灾等引起的裂缝。此外,还有因混凝土拌和或运输时间过长引起的网状裂缝,现浇楼板四角出现的放射状裂缝或板面出现的十字形裂缝等等。 2·4按裂缝的发展状态划分 根据裂缝所处的运动状态及其发展趋势,可分为以下两类: (1)稳定裂缝这种裂缝不影响持久应用,包括两类。一类是在运动过程中可以自愈合的裂缝,常见于一些新建的防水工程中,这是由于裂缝处水泥颗粒在渗漏过程中与水进一步化合,析出Ca(OH)2晶体且部分Ca(OH)2又与溶解在水中的CO2发生碳化反应形成CaCO3结晶,两者形成的凝胶物质将胶合裂缝封闭,从而渗漏停止,裂缝达到自愈。另一类是处于稳定运动中的裂缝,如在周期性荷载作用下产生的周期性扩展和闭合的裂缝。

混凝土裂缝类型

混凝土裂缝类型 一、裂缝是商品混凝土不可避免的缺陷 我国著名工程结构裂缝控制专家王铁梦教授在其专著《工程结构裂缝控制》一书中指出：“近代科学关于商品混凝土强度的细观研究以及大量工程实践所提供的经验都说明，结构物的裂缝是不可避免的，裂缝是一种人们可以接受的材料特征，如对建筑物抗裂要求过严，必将付出巨大的经济代价；科学的要求应是将其有害程度控制在允许范围内”。商品混凝土裂缝是不可避免的，关键在于控制裂缝的宽度与深度。 商品混凝土是一种多相非均匀的脆性材料。商品混凝土出现宏观裂缝的原因是多种多样，通常是因商品混凝土发生体积变化时受到约束，或因受到苛载作用时，在商品混凝土内引起过大拉应力（或拉应变）而产生裂缝。商品混凝土的微观裂缝则为一般商品混凝土秘固有，因为商品混凝土组成材料的物理力学性能并不一致，水泥石的干缩值较大，而骨料的干缩值很小；水泥石的热膨胀系数较大，而骨料的较难较小。因此商品混凝土中骨料限制了水泥石的自由收缩，这种约束等作用使商品混凝土内部从硬化开始就在骨料与水泥浆体的粘结面上出现了微裂缝，但是这些微裂缝在不大的外力或变形作用下是稳定的；当外力或变形较大时，这些粘结面上出现的微裂缝就会发展；当外力或变形作用更大时，微裂缝就会扩展穿过硬化后水泥石，逐渐发那展成可见的宏观裂缝。 采用泵送的商品混凝土，为了保证商品混凝土具有良好的可泵性，必须增大商品混凝土的砂率，并普遍应用外加剂和掺合料，对于强度等级低的商品混凝土，还需增加胶凝材料用量。这些改善泵送性能的措施或材料之间的相溶性不好时，造成了商品混凝土收缩的增大，使商品混凝土的收缩率从过去的0.04%--0.06%，增加到0.06%--0.08%，从而使商品混凝土结构出现裂缝的几率大大增加。

(完整版)断裂力学试题

2007断裂力学考试试题 B 卷答案 一、简答题（本大题共5小题，每小题6分，总计30分） 1、（1）数学分析法:复变函数法、积分变换；（2）近似计算法：边界配置法、有限元法；（3）实验标定法：柔度标定法；（4）实验应力分析法：光弹性法. 2、假定：（1）裂纹初始扩展沿着周向正应力θσ为最大的方向；（2）当这个方向上的周向正应力的最大值max ()θσ达到临界时,裂纹开始扩展. 3、应变能密度:r S W = ，其中S 为应变能密度因子，表示裂纹尖端附近应力场密度切的强弱程度。 4、当应力强度因子幅值小于某值时，裂纹不扩展，该值称为门槛值。 5、表观启裂韧度，条件启裂韧度，启裂韧度。 二、推导题（本大题10分） D-B 模型为弹性化模型，带状塑性区为广大弹性区所包围，满足积分守恒的诸条件。 积分路径：塑性区边界。 AB 上：平行于1x ，有s T dx ds dx σ===212,,0 BD 上：平行于1x ，有s T dx ds dx σ-===212,,0 5分 δ σσσσΓ s D A s D B s B A s BD A B i i v v v v dx x u T dx x u T ds x u T Wdx J =+=+-=??-??-=??-=???)()(1 122112212 5分 三、计算题（本大题共3小题，每小题20分，总计60分） 1、利用叠加原理:微段→集中力qdx →dK = Ⅰ ?0 a K =?Ⅰ 10分 A

令cos cos x a a θθ==,cos dx a d θθ= ?111sin () 10 cos 22(cos a a a a a K d a θθθ--==Ⅰ 当整个表面受均布载荷时,1a a →. ?12()a a K -==Ⅰ 10分 2、边界条件是周期的: a. ,y x z σσσ→∞==. b.在所有裂纹内部应力为零.0,,22y a x a a b x a b =-<<-±<<±在区间内 0,0y xy στ== c.所有裂纹前端y σσ> 单个裂纹时 Z = 又Z 应为2b 的周期函数 ?sin z Z πσ= 10分 采用新坐标:z a ξ=- ?sin ()a Z π σξ+= 当0ξ→时,sin ,cos 1222b b b π π π ξξξ== ?sin ()sin cos cos sin 22222a a a b b b b b π π π π π ξξξ+=+ cos sin 222a a b b b π π π ξ= + 222 2[sin ()]( )cos 2 cos sin (sin )2222222a a a a a b b b b b b b π π π π π π π ξξξ+=++

土木工程混凝土结构裂缝类型原因及预防措施

土木工程混凝土结构裂缝类型原因及预防措施 摘要：近年来，随着我国国民经济的高速增长，带动了建筑业快速、持续地发展。在工业与民用建筑结构中，混凝土结构是主要的。大量的工程表明，混凝土 结构由于多方面原因往往会出现一些裂缝。这些裂缝会使混凝土的强度和刚度受 到削弱，耐久性降低，严重时甚至发生垮塌事故，危害结构的正常使用。所以， 鉴别、分析和防治裂缝，对保证混凝土结构的整体性及正常使用具有重要意义。 关键词：混凝土；裂缝；成因；防控措施 引言 混凝土结构裂缝是最普遍的现象之一，造成结构裂缝的原因是多方面的，也 是不可避免的。文章对混凝土结构裂缝的成因进行了分析，并提出了合理设计、 对原材料进行控制等防治措施。 1 混凝土裂缝种类及成因分析 实际上，混凝土是由水泥、砂、石、水及外加材料等组成的结合体，由于混 凝土的组成材料、构造以及气候、环境等外界的不良影响，导致混凝土结构裂缝 的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或 几种主要原因，就其产生的原因，大致可划分为如下几种： 1.1外荷载引起裂缝 （1）设计计算阶段，计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够。 （2）施工阶段，施工违反操作规程。常见因素有搅拌、运输时间过长；振捣不良；浇筑速度过快；塑性混凝土下沉；施工缝接茬处理不好；初期养护不当， 早期受冻；钢筋骨架构造不当；乱踩配筋致使保护层减小；模型板刚度不足；模 板支架下沉或失稳；过早拆模等；其中多数属物理性缺陷。 1.2温度变形 混凝土具有热胀冷缩的性质，其线膨胀系数一般为1×10-5/℃。当环境温度发 生变化时，混凝土热胀冷缩在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度较低， 从而产生温度裂缝。 1.3湿度变形 混凝土在空气中结硬时，体积会逐渐减小，一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍，常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等，通常是因为养护不良造成。混凝土的 收缩值一般为0.2‰～0.4‰。其发展规律是早期快，后期缓慢。 1.4收缩裂缝收缩是砼的一个主要特性，对砼的性能有很大影响 产生收缩裂缝的原因，一般认为在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用 引起砼收缩而产生的裂缝。多为规则的条状，很少交叉。常发生在结构变截面处，往往与受力钢筋平行。收缩裂缝多发生在大体积砼中，梁、板、柱等小块体构件，砼收缩裂缝危害较大，尤其是暴露在大气中的构筑物，影响更大。 1.5塑性裂缝 塑性裂缝是混凝土硬化以前形成的裂缝，塑性裂缝根据成因的原理分为塑性 沉降裂缝和塑性收缩裂缝。塑性沉降裂缝是混凝土硬化前因骨料等比重大的颗粒 下沉，竖向体积缩小而产生的塑性变形裂缝，塑性收缩裂缝是指浇筑后还处于塑 性状态的混凝土当表面受风吹日晒、炎热或大风干旱等气候的影响时，混凝土表 面水分蒸发过快以及混凝土水化热过高等现象，由于其内部的温度变化很小，内 外形成了很大的温差，使结构产生较大的拉应力而产生裂缝。

断裂力学答案

（ （ = K I + K I(2) 1.简述断裂力学的发展历程（含3-5 个关键人物和主要贡献）。 答：1）断裂力学的思想是由Griffith 在1920 年提出的。他首先提出将强度与裂纹长度定量 地联系在一起。他对玻璃平板进行了大量的实验研究工作，提出了能量理论思想。（2）断裂 力学作为一门科学，是从1948 年开始的。这一年Irwin 发表了他的第一篇经典文章“Fracture Dynamic（断裂动力学）”，研究了金属的断裂问题。这篇文章标志着断裂力学的诞生。（3） 关于脆性断裂理论的重大突破仍归功于Irwin。他于1957 年提出了应力强度因子的概念，在 此基础上形成了断裂韧性的概念，并建立起测量材料断裂韧性的实验技术。这样，作为断裂 力学的最初分支——线弹性断裂力学就开始建立起来了。（4）1963 年，Wells 提出了裂纹张 开位移（COD）的概念，并用于大范围屈服的情况。研究表明，在小范围屈服情况下COD 法与LEFM 是等效的。（5）1968 年，Rice 等人根据与路径无关的回路积分，提出了J 积分 的概念。J 积分是一个定义明确、理论严密的应力应变参量，它的实验测定也比较简单可靠。 J 积分的提出，标志着弹塑性断裂力学基本框架形成。 2.断裂力学的定义，研究对象和主要任务。 答：1）断裂力学的定义：断裂力学是一门工程学科，它定量地研究承载结构由于所含有的 一条主裂纹发生扩展而产生失效的条件。 （2）研究对象：断裂力学的研究对象是带有裂纹的承载结构。 （3）主要任务：研究裂纹尖端附近应力应变分布，掌握裂纹在载荷作用下的扩展规律；了 解带裂纹构件的承载能力，进而提出抗断设计的方法，保证构件安全工作。 3.什么是平面应力和平面应变状态，二者有什么特点？请举例说明之。 答：（1）平面应力：薄板问题，只有xoy 平面内的三个应力分量σ x、σ y、τ xy； ε z ≠ 0， 属三向应变状态。 （2）平面应变：长坝问题，与oz 轴垂直的各横截面相同，载荷垂直于z 轴且沿z 轴方向无 变化； ε z = 0， σ z ≠ 0，属三向应力状态；材料不易发生塑性变形，更具危险。 4.什么是应力强度因子的叠加原理，并证明之。掌握工程应用的方法。 答：（1）应力强度因子的叠加原理：复杂载荷下的应力强度因子等于各单个载荷的应力强 度因子之和。 (1) 在外载荷T2作用下，裂纹前端应力场为 σ2，则相应的应力强度因子为K I(2) = σ 2 π a 如果外载荷T1和T2联合作用，则裂纹前端应力场为 σ1+ σ2，则相应的应力强度因子为 K I = (σ 1 + σ 2 ) π a = σ 1 π a + σ 2 π a (1) 6.为什么裂纹尖端会发生应力松弛？如何对应力强度因子进行修正？ 答：裂纹尖端附近存在着小范围的塑性区（设塑性区是以裂纹尖端为圆心，半径为r0 的圆 π a 形区域），材料屈服后，多出来的应力将要松驰（即传递给r>r0 的区域），使r0 前方局部地 区的应力升高，又导致这些地方发生屈服。即屈服导致应力松弛。 Irwin 提出了有效裂纹尺寸的概念a eff = a + r y对应力强度因子进行修正，在小范围条件下，

混凝土裂缝控制等级的规定

混凝土裂缝控制等级的规定 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2015 3.4.4 结构构件正截面的受力裂缝控制等级分为三级，等级划分及要求应符合下列规定： 一级——严格要求不出现裂缝的构件，按荷载标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力。 二级——一般要求不出现裂缝的构件，按荷载标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土抗拉强度的标准值。 三级——允许出现裂缝的构件：对钢筋混凝土构件，按荷载准永久组合并考虑长期作用影响计算时，构件的最大裂缝宽度不应超过本规范表3.4.5规定的最大裂缝宽度限值。对预应力混凝土构件，按荷载标准组合并考虑长期作用的影响计算时，构件的最大裂缝宽度不应超过本规范第3.4.5条规定的最大裂缝宽度限值；对二a类环境的预应力混凝土构件，尚应按荷载准永久组合计算，且构件受拉边缘混凝土的拉应力不应大于混凝土的抗拉强度标准值。 条文说明:3.4.4 本规范将裂缝控制等级划分为三级，等级是对裂缝控制严格程度而言的，设计人员需根据具体情况选用不同的等级。关于构件裂缝控制等级的划分，国际上一般都根据结构的功能要求、环境条件对钢筋的腐蚀影响、钢筋种类对腐蚀的敏感性和荷载作用的时间等因素来考虑。本规范在裂缝控制等级的划分上也考虑了以上因素。 在具体划分裂缝控制等级和确定有关限值时，主要参考了下列资料：历次混凝土结构设计规范修订的有关规定及历史背景；工程实践经验及调查统计国内常用构件的设计状况及实际效果；耐久性专题研究对典型地区实际工程的调查以及长期暴露试验与快速试验的结果；国外规范的有关规定。 经调查研究及与国外规范对比，原规范对受力裂缝的控制相对偏严，可适当放松。对结构构件正截面受力裂缝的控制等级仍按原规范划分为三个等级。一级保持不变；二级适当放松，仅控制拉应力不超过混凝土的抗拉强度标准值，删除了原规范中按荷载准永久组合计算构件边缘混凝土不宜产生拉应力的要求。 对于裂缝控制三级的钢筋混凝土构件，根据现行国家标准《工程结构可靠性设计

隧道裂纹分类、成因、处理

一、隧道裂纹的分类 令狐采学 根据工程实践，我们发现裂纹在隧道工程施工中是比较常见的病害，而且形式多式多样，根据裂纹种类不一，处理方法各有不同，处理难度也不同。它一般可以分为三大类：1、温度裂纹； 2、施工缝裂纹； 3、沉降缝收缩裂纹。 1、温度裂纹：温度裂纹也叫温差裂纹，表面温度裂缝走向无一定规律，大体积混凝土结构的裂缝常纵横交错。深进的和贯穿的温度裂纹，一般于短边方向平行或接近平行，裂缝沿全长分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，一般在0.5mm以下，沿全长没有多大变化。表面温度裂缝多发生在施工期间，深进的和贯穿的多发生在浇筑后2～3个月或更长时间，裂缝受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较窄。 2、施工缝裂纹：隧道二衬混凝土一般按照每台车9m或12m 进行分段浇筑，每9m或12m端头有两处施工缝，即新、旧混凝土施工缝。施工缝因受拉力影响，容易造成缝边开裂，称为施工缝裂纹。 3、沉降缝收缩裂纹：因地质结构影响造成构造物不均匀沉降而出现的裂纹称为沉降缝。 二、裂纹成因分析

1、温度裂纹成因分析 表面温度裂纹，多由于温差较大引起的。混凝土结构构件，特别是隧道大体积混凝土基础浇筑后，在硬化期间水泥放出大量的水化热，内部温度不断升高，使混凝土表面和内部温差较大。当温度产生非均匀的降温差时，将导致混凝土表面急剧的温度变化，产生较大的降温收缩，此时表面受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力，而混凝土早期抗拉强度较低，因而出现裂缝，但这种温差仅在表面出较大，离开表面就很快减弱，因此，裂缝只在接近表面较浅的范围内出现，表层以下的结构仍保持完整。 2、施工缝裂纹成因分析 混凝土分层或分段浇筑时，接头位置处理不好，在新旧混凝土的施工缝之间出现裂缝。在新旧混凝土接触面若未控制好每台车止水带处混凝土面线性，很容易出现不规则性裂纹，所有说在施工二衬每台车混凝土时，需事先加固好封堵面模板，以免在大体积混凝土浇筑时，由于压力较大，造成模板变形，而最终导致施工缝线性不规则，影响整体观感度。 3、沉降缝裂纹成因分析 由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构物中产生附加应力，超过结构物的抵抗能力，导致整个结构开裂。①地基不均匀沉降。地基地质差别较大，由上部荷载对地基土产生较

断裂力学题

岩石断裂力学复习题 1. 弹性体内的裂纹大致上可以分哪三种，在答题纸上按顺序绘出如图 2 的弹性裂纹薄板，在什么样的边界力作用下，裂纹将是 II 型， I 型，III 型，并分别写出其相应的应力强度因子计算式。 I 型： 边界条件： 当∞→z 时， 0xx =σ，∞=y yy σσ，0xy =τ 在裂纹面（y=0）上， 0y y =σ，0xy =τ 应力强度因子：a y πσ∞ I =K II 型：

边界条件： 当∞→z 时， ∞=ττxy ，0xx ==yy σσ 在裂纹面（z=x ±i0,a

当长度为2a 的裂纹存在时，模型增加的表面能S 为： Γ=a 4S （2） 当裂纹端部扩展一小段长度da （裂纹长度由2a 发展为2a+2da ）时，如果弹性势能释放率dW c /da 大于或等于表面能的增加率dS/da 时，裂纹会失稳，并进一步扩展。则裂纹扩展的条件可表达为： da dS da dW c = （3） 将式（1），（2）代入（3），可得远场力σ作用下，使裂纹失稳并扩展的裂纹临界长度a0为： 2/'20a πσΓ=E （4） 3. 什么是裂纹的应力强度因子的？其一般表达式是什么？量纲是什么？应力强度因子与弹性板材料的表面能密度间有何关系。 应力强度因子含义：表征裂纹端部应力场的特征物理量，和裂纹尺寸。几何特征 及荷载有关。 量纲：[应力]×[长度]1/2 应力强度因子与表面能密度的关系： G 表示裂纹扩展单位面积时系统提供的能量，称“能量释放率”，则： Ⅰ型：’E K G 2I I = Ⅱ型：’ E K G 2I I I I = Ⅲ型：E K G 2)1(I I I I I I +=ν（注意是E 不是E ’） 混合型：I I I I I I ++=G G G G R 为裂纹扩展单位面积所需能量，当G ≥R 时，裂纹扩展。对于理想脆性材料（无塑性变形），R=г，则可通过上方G 关于应力强度因子的表达式，建立理想条件下，裂纹处于临界扩展状态时，应力强度因子与表面能密度г的关系 （不过真的很少有这种提法）。

断裂力学答案

（ （ = K I + K I(2) 1.简述断裂力学的发展历程（含 3-5 个关键人物和主要贡献）。 答： 1）断裂力学的思想是由 Griffith 在 1920 年提出的。他首先提出将强度与裂纹长度定量 地联系在一起。他对玻璃平板进行了大量的实验研究工作，提出了能量理论思想。（2）断裂 力学作为一门科学，是从 1948 年开始的。这一年 Irwin 发表了他的第一篇经典文章“Fracture Dynamic （断裂动力学）”，研究了金属的断裂问题。这篇文章标志着断裂力学的诞生。（3） 关于脆性断裂理论的重大突破仍归功于 Irwin 。他于 1957 年提出了应力强度因子的概念，在 此基础上形成了断裂韧性的概念，并建立起测量材料断裂韧性的实验技术。这样，作为断裂 力学的最初分支——线弹性断裂力学就开始建立起来了。（4）1963 年，Wells 提出了裂纹张 开位移（COD ）的概念，并用于大范围屈服的情况。研究表明，在小范围屈服情况下 COD 法与 LEFM 是等效的。（5）1968 年，Rice 等人根据与路径无关的回路积分，提出了 J 积分 的概念。J 积分是一个定义明确、理论严密的应力应变参量，它的实验测定也比较简单可靠。 J 积分的提出，标志着弹塑性断裂力学基本框架形成。 2.断裂力学的定义，研究对象和主要任务。 答： 1）断裂力学的定义：断裂力学是一门工程学科，它定量地研究承载结构由于所含有的 一条主裂纹发生扩展而产生失效的条件。 （2）研究对象：断裂力学的研究对象是带有裂纹的承载结构。 （3）主要任务：研究裂纹尖端附近应力应变分布，掌握裂纹在载荷作用下的扩展规律；了 解带裂纹构件的承载能力，进而提出抗断设计的方法，保证构件安全工作。 3.什么是平面应力和平面应变状态，二者有什么特点？请举例说明之。 答：（1）平面应力：薄板问题，只有 xoy 平面内的三个应力分量σ x 、σ y 、τ xy ； ε z ≠ 0 ， 属三向应变状态。 （2）平面应变：长坝问题，与 oz 轴垂直的各横截面相同，载荷垂直于 z 轴且沿 z 轴方向无 变化； ε z = 0 ， σ z ≠ 0 ，属三向应力状态；材料不易发生塑性变形，更具危险。 4.什么是应力强度因子的叠加原理，并证明之。掌握工程应用的方法。 答：（1）应力强度因子的叠加原理：复杂载荷下的应力强度因子等于各单个载荷的应力强 度因子之和。 (1) 在外载荷 T 2 作用下，裂纹前端应力场为 σ2，则相应的应力强度因子为 K I(2) = σ 2 π a 如果外载荷 T 1 和 T 2 联合作用，则裂纹前端应力场为 σ1+ σ2 ，则相应的应力强度因子为 K I = (σ 1 + σ 2 ) π a = σ 1 π a + σ 2 π a (1) 6.为什么裂纹尖端会发生应力松弛？如何对应力强度因子进行修正？ 答：裂纹尖端附近存在着小范围的塑性区（设塑性区是以裂纹尖端为圆心，半径为 r0 的圆 π a 形区域），材料屈服后，多出来的应力将要松驰（即传递给 r>r0 的区域），使 r0 前方局部地 区的应力升高，又导致这些地方发生屈服。即屈服导致应力松弛。 Irwin 提出了有效裂纹尺寸的概念 a eff = a + r y 对应力强度因子进行修正，在小范围条件下，

混凝土裂缝成因及分类概述

1引言混凝土是目前用量最大的一种建筑材料,广泛应用于工业与民用建筑、农林与城市建设、水利与海港工程。然而,许多混凝土结构在建设与使用过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝。这不仅影响建筑物的外观,更危及建筑物的正常使用和结构的耐久性。因此,裂缝问题倍受人们关注。近年来,随着预拌混凝土的大力推广应用以及结构形式日趋大型化、复杂化,使得这一问题变得更为突出。然而,混凝土结构的裂缝是一个相当普遍的现象,大量工程实践以及近代科学关于混凝土强度的细观研究都表明结构物的裂缝是不可避免的,它是材料的一种特性。因此,科学地对待裂缝问题是在对裂缝进行分类、研究的基础上,采取有效的措施,将裂缝的有害程度控制在允许的范围内。本文将就混凝土结构中常见裂缝的成因、控制措施以及修补方法作一些浅要分析。 2 混凝土裂缝的分类 2·1 按裂缝的成因划分 根据混凝土裂缝产生的原因,可分为结构性裂缝与非结构性裂缝两大类。(1)结构性裂缝由各种外荷载引起的裂缝,也称荷载裂缝。它包括由外荷载的直接应力引起的裂缝和在外荷载作用下结构次应力引起的裂缝。 (2)非结构性裂缝由各种变形变化引起的裂缝。它包括温差,干缩湿胀和不均匀沉降等因素引起的裂缝。这类裂缝是在结构的变形受到限制时引起的内应力造成的。从国内外的研究资料以及大量的工程实践看,非结构性裂缝在工程中占了绝大多数,约为80%,其中以收缩裂缝为主导[1~5]。 2·2 按裂缝产生的时间划分

(1)施工期间出现的裂缝[2,4] 包括塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝、干燥收缩裂缝、自身收缩裂缝、温度裂缝、施工操作不当出现的裂缝、早期冻胀作用引起的裂缝以及一些不规则裂缝。 (2)使用期间出现的裂缝[4] 包括钢筋锈蚀膨胀产生的裂缝、盐碱类介质及酸性侵蚀气液引起的裂缝、冻融循环造成的裂缝、碱骨料反应引起的裂缝以及循环动荷载作用下损伤累积引起的裂缝等。 2·3 按裂缝的形状划分 裂缝按形状可分为[4]:①纵向裂缝,平行于构件底面,顺筋分布,主要由钢筋锈蚀作用引起:②横向裂缝,垂直于构件底面,主要由荷载作用、温差作用引起;③剪切裂缝,由于竖向荷载或震动位移引起;④斜向裂缝、八字形或倒八字形裂缝,常见于墙体混凝土梁,主要因地基的不均匀沉降以及温差作用引起;⑤X形裂缝,常见于框架梁、柱的端头以及墙面上,由于瞬间的撞击作用或者地震荷载作用引起;⑥各种不规则裂缝,如反复冻融或火灾等引起的裂缝。此外,还有因混凝土拌和或运输时间过长引起的网状裂缝,现浇楼板四角出现的放射状裂缝或板面出现的十字形裂缝等等。 2·4 按裂缝的发展状态划分 根据裂缝所处的运动状态及其发展趋势,可分为以下两类: (1)稳定裂缝这种裂缝不影响持久应用,包括两类。一类是在运动过程中可以自愈合的裂缝,常见于一些新建的防水工程中,这是由于裂缝处水泥颗粒在渗漏过程中与水进一步化合,析出Ca(OH)2晶体且部分Ca(OH)2又与溶解在水中的CO2发生碳化反应形成CaCO3结晶,两者形成的凝胶物质将胶合裂缝封闭,从而渗漏停止,裂缝达到自愈。另一类是处于稳定运动中的裂缝,如

1桥面裂缝种类及形成原因

1桥面裂缝种类及形成原因 1.1贯穿裂缝 1.1.1纵向裂缝桥台和路基连接的部位或路基混凝土路面，在所填的土质和温度不均匀的作用下，就有可能造成路基支承不均匀的现象产生。这样的桥梁上，倘若路基发生下沉，车辆行驶的压力和板块自重将共同作用在桥梁之上，纵向裂缝就此发生。一旦出现，裂缝将在雨水的侵蚀下，愈演愈烈。 1.1.2横向裂缝 （1）温度裂缝。热胀冷缩是所有材料都具有的固有属性，水泥混凝土也都具备。之所以桥面铺装层会出现热胀冷缩，很大程度上是因为相邻部分或整体性的限制，混凝土的抗折强度要小于抗压强度，因此铺装层一旦有拉伸变形，裂缝在所难免。一般情况下，温度下降就容易造成温度裂缝。 （2）冷缩裂缝。水泥水化过程中，初期时，热量散发的速度偏慢。半小时后，温度后慢慢升高，水泥凝结后的12小时后，温度将上升到80~90℃，内部硅的体积逐渐变大，板面温度会随着湿水养护和夜间温度的降低而发生收缩，混凝土外部收缩，内部却在膨胀，将产生巨大的拉力，拉力一旦超过混凝土所能够承受的抗拉范围，就会产生横向断裂或冷缩裂缝。值得注意的是，在高温降低后，受到已有硬化硷或基层限制的影响，收缩的幅度会因为温度的降低而受到限制，进而产生裂缝，这种裂缝以贯穿路面为主，技术人员一旦发现此问题，应该及时的实施切缝，减少裂缝的发生率。 （3）干缩裂缝。混凝土容易出现硬化，在此过程中，水泥浆体会因为水分不足而产生收缩，收缩应力会在收缩受制的情况下产生，混凝土受到限制时，其抗拉弹性和徐变应变在硬化干燥过程中，与混凝土自身的自由收缩率不一致时就会出现裂缝。混凝土的单位用水量越小，Ef越小。基于此，在桥梁建设工程中，缩小侧限系数K是必须要考虑的范畴，以达到减小或避免裂缝出现的目的。 1.2板角裂缝板角是混凝土路面板较为脆弱的部分，由于侧模的模壁作用，使得对混凝土振捣密实很难进行，板角密实度没有达到要求，强度自然不足，进而在受力上存在不力，车辆行驶在上，板角裂缝就此产生。 1.3表面裂缝混凝土混合料初期失水速度较快，从而造成干缩或碳化收缩，是桥梁表面发生裂缝的主因。混凝土混合料出现分层离析，进而形成表层泌水，混凝土表面的含水量随之增大。当表面水的蒸发速度大于泌水速度时，水的蒸发面会渗入到混合料，并且致使凹面

沥青路面裂缝的类型-成因以及处理方法

沥青路面裂缝的类型\成因以及处理方法 摘要：裂缝是沥青路面最为常见的破坏型式，从延伸方向分为横向裂缝、纵向裂缝，从形成原因分为施工裂缝、反射裂缝、温度裂缝、疲劳裂缝。裂缝具有延伸性与贯通性，为水的进入提供通道，裂缝的出现与发展是路面大面积严重破损的前奏。 关键词：裂缝；类型；原因；处理方法 Abstract: Crack is the most common type of damage in the asphalt pavement. According to the extension directions, crack involves transverse crack and longitudinal cracks; according to causes, crack can be classified into construction crack, reflection crack, temperature crack and fatigue cracks. Crack, with extensibility and transfixion, provides channel for water leaking, and is the sign of serious breakage of highway pavement with large area. Key words: crack; type; reason; processing methods 中图分类号:U416.217 文献标识码： A 文章编号： 引言：裂缝是沥青混凝土路面最普遍、最主要的早期病害类型之一。初期产生的裂缝对沥青混凝土路面的使用性能无明显影响，但随着表面雨水和雪水的侵入，裂缝下的路面基层含水量加大，甚至饱和，路面强度明显下降，在大量行车载荷反复作用下，半刚性基层遭到结构破坏,承载力大幅度下降，产生冲刷和唧浆现象，使裂缝两侧的沥青面层碎裂，影响沥青路面的使用性能，并加速沥青路面破坏。 1、裂缝类型和表现形式 沥青路面裂缝的类型可分为两大类：一种是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝，一般称之为荷载型裂缝。另一种是由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝，包括低温收缩裂缝和疲劳裂缝，一般称之为非荷载型裂缝。由于我国现行沥青路面设计规范中规定或推荐沥青路面采用半刚性基层，所以还存在着因为半刚性基层的温缩裂缝或干缩裂缝引起沥青面层产生的反射裂缝或对应裂缝。此类裂缝主要是非荷载型的，在某些情况也可能是由温度和荷载共同完成的。沥青路面的裂缝, 尤其是横向裂缝,已经成为人们十分关注的问题。因为沥青路面在竣工使用后, 不论基层是柔性的、半刚性的, 还是面层沥青是国产的或进口优质沥青, 都会不同程度地出现横向裂缝，横向裂缝是沥青路面的主要缺陷之一。 1.1横向裂缝