管俊峰， 姚贤华， 白卫峰， 谢超鹏

(华北水利水电大学 土木与交通学院， 河南 郑州 450045)

大量试验研究表明，实验室条件下小尺寸试件测试得到的水泥砂浆及混凝土的材料特性存在明显的尺寸效应[1-9].Li等[1-3]进行的大坝混凝土断裂试验表明：只有当试件尺寸超过一定值时，其断裂参数才会趋于稳定.Xu等[4-5]进行了水泥净浆与砂浆(砂最大粒径dmax=1.2mm)的断裂试验，结果表明：当试件高度H为40～100mm时，水泥净浆的双K断裂参数没有明显的尺寸效应；而水泥砂浆的起裂韧度随着试件高度的增大而减小.Caglar等[6]对高度H为40～500mm、骨料最大粒径dmax=10mm的混凝土试件进行了强度与断裂试验，研究表明强度参数与断裂参数具有明显的尺寸效应.苏捷等[8]进行的水泥砂浆抗压强度试验表明：随着试块尺寸的增大(H=70～200mm)，其立方体抗压强度逐渐减小.Van Mier等[9]对dmax=8mm的大尺寸混凝土试件进行了拉伸试验，结果表明：当试件高度H超过1800mm(H/dmax=225)后，实测拉伸强度仍然有降低的趋势.综上，只有首先得到与尺寸无关的材料参数，才能正确评价实际结构的真实性能.因此，实验室条件下的试验成果不能直接用于实际结构.

鉴于此，本文对不同尺寸的水泥砂浆三点弯曲梁试件进行了断裂试验，并对不同尺寸的水泥砂浆试块进行了强度试验，分析了其断裂参数与强度参数的边界效应和尺寸效应，给出了能够同时确定其断裂韧度与弯曲抗拉强度的模型及方法.

1 材料破坏的尺寸效应与边界效应

Hu等[10-11]考虑裂缝长度与试件边界的相互影响，提出了边界效应理论，用以研究材料参数的尺寸效应问题，其模型的基本表达式为：