试件初始缝长对混凝土双K断裂参数的影响(1)(精)

混凝土双K断裂韧度确定方法研究进展
张瑶;康洪震;王喜强
【期刊名称】《混凝土》
【年(卷),期】2018(000)001
【摘要】双K断裂模型能够描述混凝土断裂过程,因此对于双K断裂韧度的研究有助于准确预测以及判断裂缝的稳定性.总结了目前确定起裂韧度Kini Ic与失稳韧度Kini Ic的多种方法,如直接测定法、解析法、峰值荷载法、极值荷载法、线性回归法等,描述了各方法主要步骤与结果精度,对其中的异同进行比较.结果表明,基于不同的假设与简化,计算结果略有偏差,但基本符合工程要求,可根据不同的试验条件与计算效率要求,选择相应的计算方法.
【总页数】6页(P20-25)
【作者】张瑶;康洪震;王喜强
【作者单位】唐山学院土木工程学院,河北唐山063000;唐山学院土木工程学院,河北唐山063000;唐山学院土木工程学院,河北唐山063000
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.01
【相关文献】
1.不同尺寸混凝土楔入劈拉试件双K断裂韧度试验研究与理论分析 [J], 胡少伟;谢建锋
2.不同冻融方式下混凝土双K断裂韧度对比试验 [J], 胡少伟;王阳
3.不同尺寸混凝土楔入劈拉试件双K断裂韧度试验研究与理论分析 [J], 胡少伟;谢建锋;
4.混凝土双K断裂韧度的尺寸效应 [J], 黄焕谦;吕黄;胡若邻
5.混凝土起裂韧度与断裂韧度的关系 [J], 黄达海;宋玉普
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裂缝影响系数一、引言裂缝是混凝土结构中常见的一种损伤形式，对结构的承载力和耐久性产生严重影响。

裂缝影响系数是用于描述裂缝对结构性能影响程度的参数，对于评估结构的健康状况、预测结构寿命以及制定有效的修复加固方案具有重要意义。

本研究将全面系统地阐述裂缝影响系数及其对混凝土结构性能的影响，旨在为相关工程实践提供参考。

二、裂缝影响系数的定义与计算裂缝影响系数是通过数学模型和数值方法计算得出的参数，用于评估裂缝对结构性能的影响程度。

其定义通常基于裂缝的尺寸、位置、形态以及结构材料的性能等因素。

计算裂缝影响系数的方法主要有理论分析、数值模拟和试验研究三种。

理论分析方法主要通过建立数学模型来描述裂缝对结构性能的影响。

根据裂缝的类型、分布和扩展规律，结合结构材料的力学性能，推导出裂缝影响系数的计算公式。

然而，由于混凝土结构的复杂性和裂缝的不确定性，理论分析方法在实际应用中受到一定限制。

数值模拟方法通过有限元分析、有限差分分析等数值计算方法，模拟混凝土结构的裂缝行为和性能退化过程。

该方法可以综合考虑各种复杂因素，如非线性、温度场、边界条件等，提供较为准确的裂缝影响系数值。

数值模拟方法已成为研究裂缝影响系数的常用手段。

试验研究方法通过试验获取实际混凝土结构的裂缝分布、形态及扩展规律，并通过测量结构性能参数（如承载力、刚度、损伤等）来评估裂缝的影响程度。

该方法直接反映实际情况，为理论分析和数值模拟提供了实验依据。

然而，试验研究方法的成本较高且操作难度较大。

三、裂缝对结构性能的影响裂缝对混凝土结构性能的影响主要体现在以下几个方面：1.刚度退化：裂缝的出现导致结构的有效截面减小，从而降低结构的刚度。

随着裂缝的扩展，结构的变形增大，刚度逐渐退化。

2.承载能力下降：裂缝导致结构受力截面的削弱，使结构在承受荷载时容易发生屈服破坏。

承载能力的下降程度与裂缝的尺寸、位置和数量有关。

3.耐久性降低：裂缝为有害介质（如水、氧气、化学物质等）进入结构内部提供了通道，加速了钢筋的锈蚀和混凝土的腐蚀，从而降低结构的耐久性。

试件初始缝长对混凝土双K断裂参数的影响(1)本文采用尺寸为400mm×400mm×200mm，初始缝高比分别为0.2、0.4、0.5、0.6的楔入劈拉试件，应用线性渐近叠加原理，利用试验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc计算了混凝土裂缝的亚临界扩展量Δαc，在此基础上利用虚拟裂缝模型并结合线弹性断裂理论，采用不同的闭合力方程计算了混凝土起裂断裂韧度KiniIc、失稳断裂韧度KunIc及临界裂缝尖端张开位移CTODc.结果表明，采用不同闭合力方程所计算的混凝土KiniIc值有所差异，但当试件缝高比大于或等于0.4时KiniIc及CTODc均与试件初始缝高比无关，而KunIc值则与初始缝高比无关，这表明双K断裂参数及CTODc可以作为描述混凝土裂缝起裂、稳定扩展及失稳破坏全过程的材料常数。

关键词：混凝土裂缝断裂参数虚拟裂缝模型众多的研究结果表明，试件高度是影响混凝土断裂韧度KIc的主因素，而造成KIc尺寸效应的主原因是忽略了混凝土裂缝失稳断裂前亚临界扩展阶段。

为此，文献[1，2]采用激光散斑及光弹贴片等测试技术研究了混凝土裂缝失稳断裂前的亚临界扩展过程，结果表明，混凝土裂缝是先由起裂、稳定扩展然后失稳破坏，当试件高度h>1.0m时，其扩展量Δαc达210mm.根据试验中测得的起裂荷载Pini 、Δαc及最大荷载Pmax获得了与试件高度无关的起裂断裂韧度K iniIc 及失稳断裂韧度K unIc，据此提出了混凝土结构裂缝扩展的双K断裂准则，即当KI=K iniIc 时，裂缝起裂；当K iniIc<KI≤K unIc时，裂缝稳定扩展；当KI>K unIc时，裂缝失稳扩展。

然而，K iniIc 、K unIc是根据大型试件断裂试验中测得的，它求测得混凝土的Δαc、Pini，这在普通实验室是难以做到的。

为此，文献［3］采用虚拟裂缝模型并结合线弹性断裂理论通过迭代计算了混凝土Δαc，并得到了当试件高度h>400mm时，K iniIc 、K unIc及临界裂缝尖端张开位移CTODc值均与试件高度无关的结论。

不同冻融方式下混凝土双K断裂韧度对比试验胡少伟;王阳【摘要】In order to study the effects of different freezing and thawing methods on the fracture toughness of concrete with double-K,five groups of 15 specimens,respectively subjected to drying,water immersion,freezing and thawing,salt immersion and salt freezing and thawing for 20 days,were studied in the three point bend test.The eigenvalues and the whole process curve of the load,the displacement of the mouth and the strain at the tip of the crack were measured.Based on the double-K fracture theory,the effective crack length,the crack initiation load,the instability load and other fracture parameters were calculated.The results show that the influence of different freezing and thawing methods on the concrete has some similarity.Not only the concrete of water freezing and thawing but also the concrete of salt freezing and thawing can damage the elastic modulus of the concrete,decrease the mechanical properties of the concrete and increase the toughness of the concrete.However,there is a significant difference in the way of freezing and thawing between the degree of damage and the concrete after damage.Water freezing and thawing damage to the concrete is mainly manifested in the fact that the concrete is more easily cracked when subjected to water freezing and thawing,but the effect of water freezing and thawing environment on the development of concrete in resistance to cracking is insignificant.Salt freeze-thaw damage to concrete is mainly manifested in the salt freeze-thaw resistance to concrete cracks and the development of the ability to reduce at the same time,but the concrete cracks occurrence will be relatively postponed.%为了研究不同冻融方式对混凝土双K断裂韧度带来的不同影响,设计了5组共计15个试件,分别经历干燥、水浸泡、水冻融、盐浸泡、盐冻融作用20 d后进行三点弯曲梁试验.测定了试件断裂过程中的荷载、张口位移、裂缝尖端应变等参数的特征值和全过程曲线,基于双K断裂理论分别计算了各组环境下混凝土的有效裂缝长度、起裂荷载、失稳荷载等断裂参数.结果表明:不同冻融方式对混凝土造成的影响具有一定的相似性,水冻融与盐冻融均会对混凝土的弹性模量造成损失,使其断裂力学性能下降,但会提高混凝土韧性.在损伤程度和损伤后混凝土受力表现上不同冻融方式有显著区别.水冻融后混凝土受荷时更易开裂,但水冻融环境对混凝土抵抗裂缝发展能力的影响不明显.盐冻融后混凝土抵抗裂缝发生以及发展的能力同时降低,但混凝土受力时裂缝的发生会相对推迟.【期刊名称】《水利水运工程学报》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】7页(P90-96)【关键词】混凝土;盐冻融;水冻融;双K断裂参数【作者】胡少伟;王阳【作者单位】南京水利科学研究院,江苏南京210029;南京水利科学研究院,江苏南京210029;河海大学土木与交通学院,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】TU528.1混凝土冻融破坏广泛存在，其破坏程度远比预想的要迅速、严重。

第 2 期水　利　水　运　工　程　学　报No. 2 2023 年 4 月HYDRO-SCIENCE AND ENGINEERING Apr. 2023 DOI:10.12170/20211115001范向前，刘决丁，葛菲，等. 某水利枢纽工程混凝土力学性能对比研究[J]. 水利水运工程学报，2023（2）：129-137. （FAN Xiangqian, LIU Jueding, GE Fei, et al. Comparative study on mechanical properties of concrete for a hydraulic complex project[J]. Hydro-Science and Engineering, 2023（2）: 129-137. （in Chinese））某水利枢纽工程混凝土力学性能对比研究范向前1，刘决丁1, 2，葛菲1，汤雷1, 2，韩浩田1(1. 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京 210029； 2. 天津大学建筑工程学院，天津 300350)摘要: 为探讨大坝混凝土的相关力学性能及断裂特性，基于某水利枢纽工程提供的两种不同混凝土配合比（根据含水率的不同分别命名为C0.48和C0.43）及现场粗细骨料，开展混凝土梁三点弯曲试验，测定其坍落度、抗压强度、劈裂强度等相关力学性能参数，并分析不同配合比对断裂面、起裂荷载与失稳荷载、临界有效裂缝长度及双K断裂韧度等断裂参数的影响。

结果表明：C0.48混凝土的坍落度大于C0.43混凝土的坍落度，C0.48混凝土的抗压强度和劈裂强度均小于C0.43混凝土的；C0.48混凝土断裂面的粗骨料较C0.43混凝土断裂面凸出不明显；C0.43混凝土的起裂荷载与失稳荷载、临界有效裂缝长度及断裂韧度均比C0.48混凝土的要大，具有强度高、延性和韧性好的特点。

关　键　词：大坝混凝土；断裂特性；坍落度；力学性能；断裂参数中图分类号：TV431 文献标志码：A 文章编号：1009-640X(2023)02-0129-09随着我国水利事业的不断发展，大型混凝土高坝修建得越来越多。

引言随着我国社会经济的快速发展，建造的地下停车场越来越多，但这些地下停车场的地面经常会出现开裂现象[1]。

根据长期工程质量跟踪和广大客户的反馈情况，大面积混凝土开裂是比较常见的问题，其裂缝的出现不仅影响表面的美观，而且可能出现渗水现象，严重时甚至会导致混凝土剥落、胀裂，最终损坏地面，影响其使用性和耐久性，给人们的生产生活带来不便[2]。

混凝土作为多孔的脆性材料，抗冲击、开裂和疲劳性能较差，在浇筑初期，容易产生塑性收缩，使混凝土产生皲裂，并且随着高性能混凝土水胶比的降低，混凝土的早期开裂现象愈发普遍和严重[3]。

张晓山等[4]分析了隧道大体积混凝土侧墙裂缝产生的原因，结果表明，选择合适的温控型膨胀剂、分段浇筑长度和养护方式对裂缝控制效果至关重要，应结合不同的浇筑长度和施工季节进行灵活调整。

储腾跃等[5]针对高温高湿环境中混凝土的严重开裂现象展开了研究，结果表明，使用氧化镁膨胀剂配制的补偿收缩混凝土，很好地补偿了混凝土的收缩，抑制了裂缝的产生与发展，对混凝土的抗裂起到了较好的效果。

配合比参数对混凝土收缩及开裂性能的影响研究王 冲1杜浩洋2宋春雪3严立晓2冯建帅2肖 祥2袁 兴2周 晨21. 北京住总实业投资控股有限公司 北京 1001232. 北京住总新型建材有限公司 北京 1000253. 北京时代中衡科技有限公司 北京 101300摘 要：本文结合搅拌站原材料指标情况，研究粉煤灰、矿粉、膨胀剂、减缩剂掺量及砂率和浆骨比对混凝土开裂性能的影响，并开展了相关试验。

结果表明：掺加适量的掺合料可以减少混凝土的收缩和开裂，对于抗裂效果而言，掺加矿粉比掺加粉煤灰的效果更好；在混凝土中掺加膨胀剂和减缩剂能预防混凝土开裂，且掺加减缩剂的效果优于膨胀剂；经过早期抗裂试验、圆环抗裂试验和无接触收缩试验验证，混凝土的砂率存在最优设计；由于塑性收缩是浆体失水收缩引起，在保证混凝土工作性的前提下，降低混凝土中的浆体量可以有效抑制混凝土收缩与开裂。

施工缝对混凝土断裂模量的影响摘要：由于施工的需要，混凝土在浇筑过程需要布置施工缝。

施工缝对混凝土断裂模量的影响通过混凝土断裂模量与抗压强度的关系体现。

根据工程现场设计配合比，在试验室内分别浇筑无施工缝混凝土梁和有施工缝混凝土梁，对断裂模量和抗压强度进行测试。

研究结果表明，规范高估了有施工缝混凝土梁的断裂模量；相对于无施工缝混凝土梁，有施工缝混凝土梁的断裂模量损失在24%与83%之间，平均55%左右。

建议在施工缝间打入木钉，以尽量保证混凝土梁在施工缝处强度的连续性。

关键词：施工缝；断裂模量；抗压强度；施工1.引言在施工过程中，由于材料、人力的有限性以及建造結构的复杂性和尺寸，导致不能一次性完成浇筑。

当再次浇筑时，在原先已经硬化的混凝土上浇筑新的混凝土，新旧混凝土之间存在的结合面或者预留的缝称为施工缝。

混凝土梁的抗弯强度，也称断裂模量，在上个世纪已经引起工程界的重视和研究。

Lane等[1]在实验室采用抗弯强度、劈拉强度、抗压强度和超声波等指标对实际道路工程的施工缝进行研究。

抗弯强度是衡量无配筋梁或板的一个非常重要因素，另外一个重要因素是混凝土抗压强度。

抗弯强度的试验是按照ASTM C78 测试标准[2]。

混凝土断裂模量的获取是采用第三点加载。

ASTM C78规范中，混凝土梁是连续的，无施工缝。

ACI规范中，普通连续性、无施工缝的混凝土梁抗弯强度（断裂模量）和抗压强度的关系[2]：本文研究中，断裂模量方程可以写成：式中，为试验常数。

本文研究的目的是通过试验数据得出有施工缝混凝土梁的断裂模量与抗压强度的关系式。

计算混凝土梁抗弯强度时考虑施工缝对混凝土结构是有益的，因为这将使结构工程师更能准确的计算施工缝处混凝土梁的抗弯强度，帮助工程师们在实际施工中更为合理的布置施工缝，为大型建筑工程节约造价。

2.试验配合比及试验方案2.1 试验配合比本试验所采用的配合比见表1。

2.2 试验方案每一组配合比浇筑3个立方体混凝土（150×150×150 mm）和6根混凝土梁（760×150×150 mm），其中3根有施工缝，3根无施工缝。

混凝土强度检测中试件尺寸对结果的影响一、引言混凝土强度检测是保证混凝土工程建设质量的重要措施之一。

其中，混凝土试件的制备、养护和检测是影响检测结果的重要因素之一。

试件尺寸作为制备过程中的重要参数之一，对试件的力学性能和检测结果有着重要的影响。

本文将对试件尺寸对混凝土强度检测结果的影响进行全面详细的探讨。

二、混凝土强度检测方法混凝土强度检测方法主要包括非破坏检测和破坏检测两种方法。

非破坏检测包括声速检测、电阻率检测、超声波检测等方法。

破坏检测包括钢筋探伤、钻芯检测、压力试验等方法。

其中，压力试验是目前使用最广泛的一种检测方法，因此本文将以压力试验为主要探讨对象。

三、混凝土试件尺寸对检测结果的影响1.试件尺寸对力学性能的影响混凝土试件的力学性能是检测结果的基础。

试件尺寸对混凝土试件的力学性能有着重要的影响。

一般情况下，试件的尺寸越大，其承载能力越强，但其破坏形态也会相应变化。

同时，试件的尺寸还会影响试件的应力分布、缺陷的产生和扩展等。

2.试件尺寸对检测结果的影响混凝土试件的尺寸对检测结果也有着重要的影响。

一般情况下，试件的尺寸越大，其检测结果越接近于实际结构的强度值。

但是，试件的尺寸也会影响试件的应力分布、试件的破坏形态、检测设备的灵敏度等。

四、试件尺寸对压力试验的影响1.试件尺寸对压力试验的标准要求根据GB/T 50107-2010《混凝土抗压强度试验方法标准》，混凝土试件的尺寸应符合一定的标准要求。

其中，立方体试件、长方体试件和圆柱体试件是常用的试件形式。

以长方体试件为例，标准要求试件尺寸为150mm×300mm×300mm。

2.试件尺寸对压力试验的影响试件尺寸对压力试验的影响主要表现在以下几个方面：（1）试件尺寸对试件破坏形态的影响试件的尺寸会影响试件的破坏形态。

当试件尺寸较小时，试件的破坏形态一般为均匀破坏，试件的强度值比较准确。

但当试件尺寸较大时，试件的破坏形态会表现为局部破坏，试件的强度值会偏小。

双k断裂参数双K断裂参数的创作一、引言在现代科技飞速发展的时代，双K断裂参数成为了一个备受关注的话题。

双K断裂参数是指在某种特定条件下，某物体或系统出现断裂时所需施加的力的大小和方向。

它在材料科学、工程力学等领域有着广泛的应用。

本文将从人类视角出发，探讨双K断裂参数的相关问题。

二、双K断裂参数的定义与意义双K断裂参数是描述断裂现象的重要指标，它能够帮助我们了解物体在受力时的强度和稳定性。

通过研究双K断裂参数，我们可以预测和评估材料或结构在受力过程中的性能表现，并为工程设计和科学研究提供重要参考。

三、双K断裂参数的影响因素双K断裂参数的数值大小和方向受多种因素的影响。

首先是材料的物理性质，如弹性模量、断裂韧性等。

不同材料对外力的响应有所差异，因此其双K断裂参数也会不同。

其次是加载方式和加载速率，不同的加载方式和加载速率对双K断裂参数的测量结果有着显著影响。

此外，温度、湿度等环境因素也会对双K断裂参数产生一定的影响。

四、双K断裂参数的实验测量方法为了准确测量双K断裂参数，科学家们开发了许多实验方法。

其中比较常用的方法是断裂力学试验和数值模拟。

断裂力学试验可以直接测量物体在受力过程中的断裂行为，通过测量断裂前后的力学性能，可以计算得到双K断裂参数的数值。

数值模拟则是通过建立物理模型和应用数值计算方法来模拟物体在受力过程中的行为，进而推导出双K断裂参数的数值。

五、双K断裂参数的应用领域双K断裂参数在材料科学、工程力学等领域有着广泛的应用。

在材料科学中，双K断裂参数可以用来评估材料的断裂韧性和抗拉强度，从而指导材料的选择和设计。

在工程力学中，双K断裂参数可以用来分析结构的破坏机理和耐久性，为工程设计提供依据。

此外，双K断裂参数还可以应用于地质勘探、航空航天等领域。

六、结论双K断裂参数是描述断裂现象的重要指标，它在材料科学、工程力学等领域有着广泛的应用。

通过研究双K断裂参数，我们可以更好地理解物体在受力时的行为，为工程设计和科学研究提供重要参考。