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内部裂缝缺陷对混凝土断裂性能的影响

王思瑶 胡少伟

王思瑶,胡少伟. 内部裂缝缺陷对混凝土断裂性能的影响[J]. 水利水运工程学报,2020(5):1-7 doi:  10.12170/20190923001
引用本文: 王思瑶,胡少伟. 内部裂缝缺陷对混凝土断裂性能的影响[J]. 水利水运工程学报,2020(5):1-7 doi:  10.12170/20190923001
(WANG Siyao, HU Shaowei. Effect of internal crack defects on fracture properties of concrete[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(5): 1-7. (in Chinese)) doi:  10.12170/20190923001
Citation: (WANG Siyao, HU Shaowei. Effect of internal crack defects on fracture properties of concrete[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(5): 1-7. (in Chinese)) doi:  10.12170/20190923001

内部裂缝缺陷对混凝土断裂性能的影响

doi: 10.12170/20190923001
基金项目: 国家自然科学基金重点项目(51739008);国家重大科研仪器研制项目(51527811)
详细信息
    作者简介:

    王思瑶(1993—),女,江苏南通人,博士研究生,主要从事混凝土断裂力学研究。E-mail:2011301580175@whu.edu.cn

    通讯作者:

    胡少伟(E-mail:hushaowei@nhri.cn)

  • 中图分类号: TV331

Effect of internal crack defects on fracture properties of concrete

  • 摘要: 为研究混凝土梁内部贯穿裂缝缺陷对其断裂性能的影响,设计了含不同裂缝缺陷混凝土梁的三点弯曲断裂试验,研究不同长度、位置及数量的水平裂缝缺陷对混凝土断裂性能的影响。通过试验测得的P-Dm曲线以及相关试验数据计算得到含不同裂缝缺陷的混凝土断裂参数与断裂能。对比结果可知:混凝土三点弯曲梁的起裂荷载和起裂韧度受水平裂缝缺陷参数变化的影响较小,而失稳荷载和失稳韧度受水平裂缝缺陷的影响较大;水平裂缝越长,试验测得其失稳荷载越小,计算得到的失稳韧度和断裂能也越小。水平裂缝距离试件的底部越近,试验测得其失稳荷载越小,计算得到的失稳韧度和断裂能也越小。水平裂缝数量越多,试验测得其失稳荷载越小,计算得到的失稳韧度越小,断裂能也越小。该现象表明混凝土试件中含线性缺陷导致材料的缺失量越大,其完全断裂所消耗的能量越小,且测得的断裂参数值也越小。
  • 图  1  试件尺寸

    Figure  1.  Dimension of specimen

    图  2  试验装置

    Figure  2.  Test device

    图  3  应变片分布

    Figure  3.  Distribution of strain gauges

    图  4  试件断裂路径

    Figure  4.  Fracture path of specimens

    图  5  P-δ曲线

    Figure  5.  P-δ curves

    图  6  不同水平裂缝长度P- Dm曲线

    Figure  6.  P- Dm curves of different horizontal crack lengths

    图  7  断裂参数随水平裂缝长度变化曲线

    Figure  7.  Fracture parameters versus horizontal crack lengths

    图  8  不同裂缝位置P-Dm曲线

    Figure  8.  P-Dm curves of different horizontal crack locations   

    图  9  断裂参数随水平裂缝位置变化曲线

    Figure  9.  Fracture parameters versus horizontal crack locations

    图  10  不同裂缝数量P-Dm曲线

    Figure  10.  P-Dm curves of different numbers of cracks  

    图  11  断裂参数随水平裂缝数量变化曲线

    Figure  11.  Fracture parameters versus number of horizontal cracks

    表  1  试件设计参数

    Table  1.   Design parameters of specimens

    试件编号w/mmnh1/mmh2/mm
    TPB-W1-x 60 1 40 -
    TPB-W2-x 80 1 40 -
    TPB-W3-x 100 1 40 -
    TPB-W4-x 120 1 40 -
    TPB-H1-x 60 1 20 -
    TPB-H2-x 60 1 40 -
    TPB-H3-x 60 1 60 -
    TPB-H4-x 60 1 80 -
    TPB-N1-x 60 0 - -
    TPB-N2-x 60 1 40 -
    TPB-N3-x 60 2 40 20
    TPB-N4-x 60 3 20 20
    注:试件编号中,TPB代表三点弯曲梁试验;W,H,N分别代表含不同长度w、间距h1h2以及数量n的水平裂缝缺陷的试件;x = 1,2,3,代表相同参数的试件各有3个。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-09-23
  • 网络出版日期:  2020-08-28

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