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水利工程论文-混凝土的断裂能随断裂路径的变化规律.doc

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水利工程论文-混凝土的断裂能随断裂路径的变化规律.doc

水利工程论文混凝土的断裂能随断裂路径的变化规律摘要本文指出了混凝土的断裂能与抗压强度之间不存在直接的关系,采用分数维理论定理研究了混凝土的断裂面和断裂能与断裂面特征之间的关系。试验结果表明1断裂面分数维随最大集料尺寸的增加而增加,较高水胶比的混凝土分数维增加速度较快;2在同样水胶比下,断裂能随分数维增加,较低水胶比混凝土的断裂能随分数维增加的速率较较高水胶比的混凝土快;3采用延性指数描述了混凝土的脆性,对所有试件延性指数与分数维之间都存在较好的线性增加关系。关键词断裂能强度分数维脆性自混凝土断裂能这一概念由HILLERBORG的虚拟裂纹模型FCM提出以来,人们就一直寻找一个简单易得的力学参数来描述它的变化,其中用得最多的力学参数是混凝土的抗压强度,很多学者相继建立了断裂能与混凝土抗压强度之间的关系13。由于相对其它力学参数而言,抗压强度容易得到,为了便于断裂能的应用,CIBFIP欧洲混凝土委员会国际预应力混凝土委员会MODECODE1990MC90中也采用抗压强度与断裂能之间建立关系4。但是,混凝土的断裂能与其它力学性能一样受多种因素影响,最近一些研究结果表明对于高性能混凝土,特别是掺混合料的高性能混凝土断裂能与抗压强度之间的单调增加关系可能不再存在57。这些研究一般认为产生此现象的原因是由于强度的增加而使断裂路径发生转变。由于混凝土材料是一非均质的准脆性材料,其断裂后的断裂面的不规则性可以用分形几何进行描述89,为了研究混凝土的断裂能随断裂路径变化的规律,本文利用自行设计的测试装置对试件断裂能测试后的断裂面进行分析,将断裂能与断裂面的分数维联系起来,以期利用分数维研究断裂能变化的机理。除此之外,利用分数维研究了高性能混凝土的脆性,为了能反映混凝土的脆性程度,采用断裂能与名义应力之比这一参数作为混凝土脆性的度量,建立该参数与断裂面分数维之间的关系。1试验过程11原材料及配合比水泥采用525普通硅酸盐水泥,28D抗压强度635MPA超细矿渣的比表面积为600M2/KG细集料为河砂,细度模数285粗集料的压碎指标为83,最大粒径分别为5MM、10MM、16MM、20MM采用高效减水剂改善混凝土的和易性。表1中的配合比选用两种水胶比,每种水胶比对应4种粗集料的最大粒径。每种配合比用6个100MM100MM100MM和3个缝高比为05的100MM100MM500MM的试件分

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