钢纤维混凝土裂缝扩展的双K准则研究.pdf

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1、2016年第9期(总第323期)Number9in2016(TotalNo．323)混凝土Concrete理论研究THEORETICALRESEARCHdoi：10．39690．issn．1002-3550．2016．09．005钢纤维混凝土裂缝扩展的双K准则研究张井财，薛启超。何建(哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：钢纤维混凝土的裂缝扩展过程仍然可以划分为裂缝不扩展、稳定扩展以及失稳扩展三个阶段，因此基于素混凝土提出的双K断裂准则仍然适用；按照线性渐进叠加假定推导了钢纤维混凝土的裂缝尖端净强度因子和桥连韧度的计算公式，给

2、出了针对钢纤维混凝土的Il缶界裂缝的解析解算法和便于实际应用的近似算法并在此基础上给出了双K参数的计算方法。分析讨论了钢纤维混凝土裂缝扩展抗力的来源，该抗力理论是基于混凝土黏聚力和钢纤维桥连应力共同作用得到的，已公开发表文献数据与之符合较好。开展了钢纤维混凝土的三点弯曲试验，结果显示其起裂韧度总体增长但不成线性关系，而失稳韧度与纤维的体积掺量成近似线性增长关系，符合本研究理论。关键词：钢纤维混凝土；断裂；裂缝扩展抗力；双K断裂准则；起裂韧度：失稳韧度中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(2016)09—0016—05Do

3、uble-KfractureparametersofsteelfiberreinforcedconcreteZHANGJingcai，XUEQichao，HEJian(CollegeofAerospaceandCivilEngl‘neering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：Double-Kfractureparameterscanalsodescriblethecrackingprocessofsteelfiberreinforcedconcretewellsinceth

4、ecrackgothroughthreestages，thestageofcrackarises，expandstage，breakstage．Stressintensityfactorcasedbybridgingstressandthenetstressin-tensityfactorweregivenbasedonthehypothesisoflinearasymptoticsuperposition．Analyticalexpressionandaapproximationalgorit-hmfordouble-Kfractureparamete

5、rsWasgivenaswellasthecracklengthatacriticalsituation．Accordingtotheformulasoffered，anewcrackextensionresistancetheorywereproposed．Inthenewtheory，bothofthecohesiveforceandthebridgingstressweretakeninioaccount．Thetheoryagreeswithdatafrompublished．Three—pointbendingexperimentalstudi

6、eswerecarriedout．Resultsshowthatnearlyforincreasesinvolumeratio，butitnotoccurredtothe．TheresultWasingoodagreementwiththeory．Keywords：steelfiberreinforcedconcrete；frature；crackextensionresistance；double—Kfracturecriterion；unstabletoughness；initialtoughness0引言钢纤维混凝土因其较为优越的力学性能得到了广泛

7、应用，掌握其力学性能是更好利用的前提。目前人们对其断裂性能的研究已取得较多成果，张廷毅、高丹盈【1_3]等人对钢纤维混凝土的断裂性能进行了大量的试验研究，李文兵【4]研究了三点弯曲梁高度和切口深度对断裂韧度的影响；王利民[51等人研究钢纤维混凝土的断裂过程并对其承载力给出了一种近似的算法；胡若邻[al等人研究了纤维掺量对混凝土韧度的影响；罗章【7】等人对纤维增强机理以及裂纹尖端微裂区的力学行为作出了讨论。但是目前国内绝大部分研究都采用ASTM建议的方法采用断裂韧度这一单一参数来衡量其断裂性能，一方面ASTM提供的方法是基于素混凝土提出的，是否适用于钢纤维

8、混凝土可能还存在某些疑虑，朱为玄[8】等人的研究已发现按照该方法得出的K配已无法