：根据混凝土 I型裂缝扩展准则 ，提出了新的 阻力曲线及计算新方法。该 阻力曲线认为，裂缝的扩
展阻力由混凝土材料起裂断裂韧度 ： 和黏聚力提供的阻力组成并等于裂缝扩展的驱动力。采用该方法，只需
给出混凝土的起裂断裂韧度 ，弹性模量 E，抗拉强度 和断裂能 G 便可计算 混凝土 的 阻力 曲线 ，而 无需
测定试件的荷载一裂缝 口张开位移 (P-CMOD)全曲线。在此基础上 ，研 究 了混凝 土三 点弯 曲梁试 件强 度等级从
C20到 C120的 阻力曲线 ，计算了强度相同初始缝高 比不同以及初始缝高比相同而试件高度不同的混凝土
阻力曲线，并探讨了各种情况下的断裂过程区长度以及黏聚力分布。研究结果表明：混凝土强度等级提高，
阻力曲线上升，但其上升幅值逐渐减小，强度等级在 C60以后，其上升幅值趋于稳定；混凝土的 阻力曲线
存在一定的尺寸效应，当韧带长度足够大时， 阻力先增大，而后趋于稳定 ；混凝土强度等级提高，最大完整断
裂过程区长度减小 ；试件 的尺寸对断裂过程 区长度也有着较大影响 。
关 键 词 ：混凝土； 阻力曲线；断裂过程区；裂缝；黏聚力 ；起裂断裂韧度
中图分类 号 ：TV431 文献 标志 码 ：A 文章 编号 ：1009—640X(2014)03-IXlY)一09
混凝土是一种多相复合材料 ，其破坏和断裂机理非常复杂。很多大型混凝土结构如混凝 土坝等的破坏
都是 由裂缝引起的 ，所 以研究混凝土结构 的裂缝扩展 阻力 曲线有着重要 的意义。为 了描述裂缝在混凝
土材料中的扩展 ，许多学者开始研究以应力强度因子形式描述的裂缝扩展阻力及其相关特征。
阻力曲线概念最早 由 G．R．Irwin 在 2O世纪五六十年代提出，该理论认为当裂缝扩展所需的驱动力与
材料本身所具有的裂缝扩展阻力相等 ，且裂缝扩展驱动力增长的速率 与裂缝扩展阻力增长的速率相 等时裂
缝失稳扩展。随后 ，J．C．Lenain和 A．R．Bunsell 将此概念应用于石棉水泥材料 中的裂缝扩展。研究结果表
明， 阻力曲线先随着裂缝扩展长度的增加而显著增长 ，而后达到稳定值 。Z．P．Ba~ant 根据 Irwin理论 ，
结合尺寸效应模型提出了基于断裂能的混凝土 阻力曲线的概念。他认为尺寸效应是存在的，并经过回归
分析得到 尺阻力 曲线的表达式。徐世娘和 H．W．Reinhardt‘4 结合虚拟裂缝模型_5 提出了以应力强度因子表
述的 阻力 曲线理论。该理论考虑了裂缝黏聚力的闭合作用 ，认为裂缝扩展阻力 由混凝土的起裂断裂韧
度 ： 和裂缝扩展黏聚力所提供 的阻力组成 ，并根据试验测得 的 P—CMOD 曲线计算 了 阻力曲线 。丁生
根 采用实用解析法 l7 计算 了混凝土基于虚拟裂缝闭合力的 阻力 曲线 。与传统 的数值积分方法相 比，
实用解析法算式简单 ，计算过程简便 ，同时具有很高的精度。S．Kumar和 S．V．Barai 采用 了权 函数法计算
阻力曲线 ，并与以往的分析方法作 了对 比。结果表明 ，权函数法提高了计算效率 ，并且没有明显 的误差。
但 以上所计算的 阻力 曲线均未考虑混凝土裂缝扩展中断裂过程 区的变化，并且 P-CMOD曲线和断裂能
的取值相互独立 ，与实际情况相矛盾。董伟等 根据混凝土 I型裂缝扩展准则 。。，将起裂 断裂韧度作为材
料参数 ，提出了一种新的计算混凝土结构裂缝扩展过程 阻力曲线模 型。该模型认为 ，裂缝扩展阻力 由混
凝土材料固有的抗裂能力和黏聚力提供 的阻力组成并与裂缝扩展 的驱动力相等 ，并根据试验测得的混凝土

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