为研究自密实轻骨料混凝土的断裂特性,引入以起裂断裂韧度为参数的裂缝扩展准则,采用 数值方法分析了自密实轻骨料混凝土三点弯曲梁裂缝扩展的全过程,得到了不同缝高比的自密实 轻骨料混凝土梁在三点荷载下的荷载 裂缝口张开位移曲线,并根据裂缝扩展准则,计算了自密实 轻骨料混凝土的断裂过程区长度和裂缝扩展阻力曲线。 结果表明:试验和计算的荷载 裂缝口张开 位移曲线吻合良好,验证了裂缝扩展准则的正确性;试验断裂过程区长度随着裂缝增长先增大,达 到完整断裂过程区长度后减小;自密实轻骨料混凝土的裂缝阻力随着裂缝长度增加而不断增大,初 始缝高比对裂缝扩展阻力曲线数值和形状的影响并不明显。 关键词:自密实轻骨料混凝土;三点弯曲梁;断裂过程区;裂缝扩展阻力曲线 中图分类号:TU528. 2 文献标志码:A 文章编号:1006 7647(2014)06 0036 04 Analysis of crack propagation in self鄄compacting lightweight concrete / / WU Xi1 , FAN Xinglang2 , WU Zhimin1 (1. State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China; 2. College of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China) Abstract: In order to study the fracture characteristics of self鄄compacting lightweight concrete ( SCLC), the crack propagation criterion, which uses initial cracking toughness as the main parameter is used to numerically analyze the complete process of crack propagation in SCLC three鄄point bending beam. The criterion was verified by the reasonable agreement between calculated and experimental load鄄crack mouth opening displacement. According to the criterion, the length of fracture process zone (FPZ) and KR 鄄curves of SCLC can be obtained. The results show that FPZ length increases with the crack extension and decreases after the full FPZ length. KR of SCLC specimens increases as the crack length increases and KR 鄄curves of SCLC specimens, with different initial crack length ratio, shows insignificant differences in terms of shape and value. Key words: self鄄compacting lightweight concrete; three鄄point bending beam; fracture process zone; KR 鄄curves 自密实轻骨料混凝土是在自密实混凝土和轻骨 料混凝土的基础上发展起来的一种新型混凝土。 自 密实轻骨料混凝土可自密实成型,能减小施工难度, 同时表观密度小,轻质高强,近年来已受到学者们的 广泛关注。 由于对自密实轻骨料混凝土有较高的工 作性能要求,配合比和工作性能是当今研究自密实 轻骨料混凝土的重点[1鄄4] ,而对于自密实轻骨料混凝 土的断裂行为研究较少。 准确描述自密实轻骨料混凝土裂缝发展变化是 提高自密实轻骨料混凝土断裂性能的基础。 本文根 据裂缝扩展准则,描述了自密实轻骨料混凝土的断 裂全过程,得到了不同初始缝高比的自密实轻骨料 三点弯曲梁的荷载 裂缝口张开位移曲线,并将计算 结果和试验结果进行比较,同时计算了三点弯曲梁 在裂缝发展过程中断裂过程区长度以及基于黏聚力 的裂缝扩展阻力曲线。 1 裂缝扩展准则 最早判断材料断裂的准则是在线弹性断裂力学 基础上由 Irwin 提出的[5] 。 考虑到混凝土裂缝前端 的断裂过程区引起的非线性,线弹性断裂力学的准 则并不能直接运用于混凝土[6] 。 为了准确描述混 凝土断裂过程,徐世烺等[7鄄11]引入起裂的概念,采用 应力强度因子,提出了基于虚拟裂缝模型的裂缝扩 展准则;其中,Dong 等[8鄄10] 认为,当外力引起的应力 强度因子和黏聚力引起的应力强度因子的差值达到

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