骨料粒径对混凝土Ⅰ型断裂裂缝扩展影响研究

陈徐东; 吴朝国; 黄业博; 张伟; 李升涛

应用力学学报 ›› 2024, Vol. 41 ›› Issue (2) : 363 -371.

陈徐东, 吴朝国, 黄业博, 张伟, 李升涛

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摘要

为研究不同骨料粒径混凝土Ⅰ型断裂裂缝扩展特性，开展了骨料粒径为10、20、30、40 mm的混凝土三点弯曲梁断裂试验；结合数字图像相关技术(digital image correlation, DIC)测得试件表面计算区域全场位移变化数据；对不同骨料粒径混凝土断裂能、断裂韧度、断裂过程区(fracture process zones, FPZ)变化和发展进行研究，探讨了FPZ扩展过程与峰后荷载之间的关系。结果表明：随着骨料粒径增大，试件峰值荷载和断裂参数均呈现先增大后减小的趋势，M20试件FPZ长度的变化与峰后荷载的变化有很强的关联性，其骨料对微裂缝扩展的约束效果最好；此外，通过分析不同骨料粒径混凝土试件FPZ的发展规律，可知，骨料粒径为20 mm的混凝土试件，其峰后局部变形能力得到了改善，断裂能及断裂韧度得到了提高，在断裂过程中具有比其他骨料粒径混凝土更高的承载力和更小的FPZ,因此，合适的骨料粒径为20 mm。