几何与非几何相似试件确定混凝土韧度及强度
2021-09-23管俊峰姚贤华李列列胡圣能
管俊峰,鲁 猛,王 昊,姚贤华,李列列,张 敏,胡圣能
(华北水利水电大学土木与交通学院,河南,郑州 450045)
准确确定混凝土材料的真实参数,合理评估混凝土结构的真实特性,一直是该领域科研和工程人员矢志不渝的奋斗目标。只有首先得到与尺寸无关的混凝土材料参数,才能正确评价混凝土结构真实性能[1 − 5]。然而,大量试验研究结果表明(徐世烺等[6 − 7],Hillerborg[8],Wittmann[9],钱觉时等[10],杨成球等[11],吴智敏等[12],Zhao等[13],Hoover等[14],胡少伟等[15],Çağlar等[16],Ghasemi等[17],Rong等[18],Yu等[19]):实验室条件下小尺寸试件测得的混凝土材料特性(如断裂与强度参数)存在明显尺寸效应,则试验成果不能直接应用于实际结构。因此,发展由处于准脆性断裂条件下的小尺寸试件确定无尺寸效应的材料真实参数的理论、应用模型与试验方法,建立混凝土结构破坏的个性化预测与设计方程等,是混凝土材料与结构研究领域亟待解决而尚未完全解决的关键科学问题。
尺寸效应理论及其模型建立的重要目的,是寻求小尺寸试件试验结果与真实结构间的转化关系,进而基于该关系,由实验室条件下小尺寸试件的试验结果来评价实际结构的真实性能。目前,国内外混凝土领域应用较多的尺寸效应模型为尺寸效应模型(SEM)[20 − 21]和边界效应模型(BEM)[22 − 24]。几何相似试件(试件高度W变化而缝高比α=a0/W不变,a0为初始裂缝长度)与非几何相似试件(试件α变化而W不变)分别为尺寸效应模型和边界效应模型的推荐试验试件型式。
基于SEM和BEM,可由处于准脆性断裂状态下的混凝土试件的试验数据,通过对其拟合回归分析,确定出无尺寸效应的混凝土断裂韧度KIC与拉伸强度ft[25 − 32]。……
