钢筋无机聚合物混凝土梁裂缝分形特征试验研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com理论研究2012年第8期(总第274期)混凝土Number8in2012(TotalNo．274)THEORETICALRESEARCHConcretedoi：10．3969~．issn．1002-3550．2012．08．015钢筋无机聚合物混凝土梁裂缝分形特征试验研究颜岩a。唐佩a，范小春，卢哲安(武汉理工大学a．土木工程与建筑学院；b．道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室，湖北武汉430070)摘要：在钢筋无机聚合物混凝土梁正截面抗弯试验过程中，取得各级荷载作用下梁侧面的裂缝图片；通过数字图像的盒计数法验证了

2、钢筋无机聚合物混凝土梁侧表面裂缝的发展和分布具有分形特征，并确定了表征裂缝不规则发展的分形维数；证明了钢筋无机聚合物混凝土梁侧表面裂缝的盒维数与荷载、跨中挠度、混凝土应变、钢筋应变之间存在定量关系。试验结果表明：分形理论可以用来描述钢筋无机聚合物混凝土梁侧表面裂缝的发展过程，分形维数与粱的力学性能之间存在定量关系。关键词：钢筋无机聚合物混凝土梁；表面裂缝；分形；分形维数中图分类号：TU528．07文献标志码：A文章编号：1002—355o(2o12)o8—0047—04Experimentalresearch011fractalcharacteri

3、zationofcracksininorganicpolymerreinforcedconcretebeamYANYah，TANGPei，FANXiao—chun，LUZhe．8n(a．SchoolofCi~lEngineeringandArchitecture；b．HubeiKeyLaboratoryofRoad，BridgeandStructuralEngineering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：Digitalpicturesofbeamcrackscause

4、dbydiferentlevelsofloadswereobtainedduringtheprocessofcross—sectionbendingtestofinorganicpolymerreinforcedconcretebeam；Itisrevealedthatthesurface—crackdistributionanddevelopmentofinorganicpolymerrein-forcedconcretebeamtakesonfi'actalbehaviorbydigitalimageboxcountingmethod．Frac

5、taldimensionswhichCancharacterizetheirregulardevelopmentofcrackswerealsoconfirmed．Itisconfirmedthattherearequantitativerelationsbetweencrackbox—countingandappliedload，cross-deflection，concretestrain，steelstrain．TestresultsindicatethatthefractaltheoryCanbeemployedtodescribethes

6、urface—crackevolvingprocessofinorganicpolymerreinforcedconcretebeamandthereisquantitativerelationbetweent~actaldimensionandmechanicalpropertiesofthebeam．Keywords：inorganicpolymerconcrete；surfacecrack；fractal；fractaldimension0引言1试验设计无机聚合物材料是近年来在建筑工程、环境工程领域受到1．1试验材料极大关注的一种新类型胶凝材

7、料【l_2]。无机聚合物的原材料以工(1)碱激发剂：氢氧化钠溶液和水玻璃。业废渣为主，原料价格低廉，储量丰富且制备工艺简单，且无需(2)矿粉：武钢$95矿粉，密度大于2．8g，cm]，活性指数28d像水泥生产那样经历高温烧制过程，能耗低，污染少，因而是一大于95％。种具有广泛发展前景的新型绿色节能建筑材料【3]。目前，国内外(3)粉煤灰：青山电厂生产的Ⅱ级粉煤灰。的学者对无机聚合物混凝土做了一系列的研究，并取得了一定(4)粗骨料：粒径5～31．5nun连续级配碎石。的成果。研究了无机聚合物混凝土的原材料和配合比，基本力(5)细骨料：中粗砂，细度模数

8、为2．67。学性能等】。1．2配合比设计分形理论作为一种有效的非线性数学工具，为分析材料基于普通混凝土的立方体抗压强度，制