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《砼非标准三点弯曲梁试件双K断裂参数》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2001年4月中国工程科学Apr12001第3卷第4期EngineeringScienceVol13No14研究报告砼非标准三点弯曲梁试件双K断裂参数吴智敏,徐世火良,丁一宁,卢喜经,刘佳毅,丁生根(大连理工大学海岸及近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024)[摘要]采用跨高比为215的非标准三点弯曲梁试件,利用在试验中测得的最大荷载Pmax及对应的裂缝口张开位移CMODc,根据渐近线性叠加假设,求得了砼裂缝亚临界扩展量Δac。在此基础上,采用虚拟裂缝模型计算iniun了不同初始缝长、不同试件高度的砼非标准三点弯曲梁试件的起裂断裂韧
2、度KⅠC、失稳断裂韧度KⅠC及临界裂unini缝尖端张开位移CTODc。计算结果表明,砼KⅠC与试件高度及初始缝高比无关;而KⅠC在初始缝高比a0/h=013～015内,也是一稳定的常数且与试件高度无关。这说明砼双K断裂参数可以作为砼的材料常数。[关键词]砼;三点弯曲梁;断裂参数出起裂荷载,这在普通实验室是难以做到的。文献1前言〔6〕采用楔入劈拉试件,通过迭代计算求得了砼裂砼作为重要的工程材料,其受力特性与裂缝的缝的亚临界扩展量Δac,并进而获得了与试件高度iniun发展有密切关系。因此,砼裂缝的扩展机理及其定无关的KⅠC、KⅠC及CT
3、ODc(当试件高度h>400量描述是砼结构理论的一个基础性课题,受到国际mm时),但此方法比较烦琐。作为材料的断裂参学术界的日益重视。开展砼断裂研究的最终目的是数,它应只与组成这种材料的配合比有关,而与试要建立起一套适合于定量描述砼裂缝扩展的断裂准件尺寸如高度、跨高比、初始缝长等无关。目前,则或断裂模型,并给出这些模型中所定义的断裂参国内外所进行的断裂试验中,均采用标准三点弯曲数的测试方法。目前,国际上较为流行的针对砼材梁试件(跨高比为4),但这种试件的自重较大,影料建立的断裂模型有两类:一类适用于数值分析,响试验结果。因此,本文采用跨
4、高比为215的非标〔1〕〔2〕如虚拟裂缝模型及钝化裂缝模型;另一类以应准三点弯曲梁试件,根据文献〔7〕提出的线性渐力强度因子为参量,可进行解析分析,如双参数模近叠加假设,计算了不同初始缝长、两种高度砼试型〔3〕及等效裂缝模型〔4〕iniun,但这两类模型的不足之处件的裂缝亚临界扩展量Δac、KⅠC、KⅠC及是不能反映砼裂缝扩展的起裂状态。文献〔5〕在CTODc。大量实验观测的基础上提出了砼双K断裂准则。该iniini2砼等效裂缝长度ac的计算准则认为,当KⅠ=KⅠC时,裂缝起裂;当KⅠCK
5、ⅠC时,由于砼在失稳断裂前存在着裂缝的稳定扩展阶iniun裂缝失稳扩展。其中,KⅠC、KⅠC分别为砼起裂断段,使得试件在失稳断裂前裂缝实际长度大于预制裂韧度、失稳断裂韧度。然而,双K断裂参数缝长a0,若将失稳断裂前裂缝稳定扩展长度记为KiniunΔaⅠC、KⅠC是根据大型试件断裂实验中测得的,它c,则要求测出砼裂缝失稳断裂前的稳定扩展长度,检测ac=a0+Δac(1)[收稿日期]2000-07-14;修回日期2000-12-18[项目基金]国家杰出青年科学基金资助项目(59625814),辽宁省科学技术基金资助项目(981080010)
6、[作者简介]吴智敏(1963-),男,浙江仙居县人,大连理工大学副教授,工学博士第4期吴智敏等:砼非标准三点弯曲梁试件的双K断裂参数77在实验中,要精确测量Δac较为困难,需采用先进对图2(a),其裂缝尖端处的应力强度因子为:c测试技术。因此,本文根据文献〔7〕的线性渐近KⅠ=KⅠP-KⅠ(4)叠加原理,采用线弹性断裂力学公式计算ac值。式中,KⅠP为由集中力P所产生的应力强度因子,对如图1所示的非标准三点弯曲梁,当外荷载可直接由线弹性断裂力学公式计算:P达最大值Pmax时,其对应的有效裂缝长度ac可PKⅠP=f(α)(5)〔8〕th由
7、下式确定:3/2γ+m1(β)γα=23/23/4,〔γ+m2(β)γ+m3(β)γ+m4(β)〕(2)令:A为CMODC式中:γ=A·t·E/6Pmax1/2m1(β)=β(0125-010505β+010033β)1/21/2m2(β)=β(11155+01215β-010278β)m3(β)=-1138+1175β2m4(β)=01506-11057β+01888β(3)α=ac/h;β=s/h(跨高比);t为试件厚度;E为弹性模量,根据试验测得的Pmax及对应的CMODc值,即可计算各试件的ac或Δac值。图2梁的受力特性Fig
8、12Loadingpropertyforthebeam当s/h=215时,f(α)可由下式表示:f(α)=1/2234图1非标准三点弯曲梁试件61647α(1-215α+4149α-3198α+1133α)
