电测法测量混凝土起裂荷载及掺UHTCC混凝土增韧作用研究

摘要

混凝土中裂缝发展可分为起裂、稳定扩展和失稳扩展等三个阶段，双K断裂模型通过引入起裂韧度和失稳断裂韧度两个控制参数，能够很好地描述该过程。2012年，RILEM TC-TDK委员会成立，拟制定测试双K断裂参数的国际性规程。作为联合试验计划的一部分，本文采用尺寸为500mm×100mm×60mm和1000mm×200mm×120mm的三点弯曲预切口梁测试了四种强度混凝土的双K断裂参数，对遇到的一些问题进行探讨，尤其是电测法的工作稳定性。随后，本文又研究了应变片标距对电测法测量低强度混凝土裂缝起裂的影响，计算比较了等效裂缝长度与实际裂缝长度的差别。本文还尝试在混凝土中掺入少量超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)，研究其增韧效果。
　　本研究发现，混凝土强度较高时，电测法中应变片采用传统布置方案，可以较为稳定得测量起裂荷载。对于本文所用的骨料最大粒径为25mm的C25级混凝土，5mm应变片测得起裂荷载的成功率较同等布置的10mm应变片高。依据电测法原理确定的裂缝发展至测点高度时的等效缝长，与实际缝长相差基本不超过10％。在混凝土中掺入10％～20％的强度低37％的UHTCC，会使复合材料的抗压强度下降6％左右。起裂韧度也有所下降，但失稳断裂韧度稍有增加的趋势。若采用指数函数拟合荷载-加载点位移曲线的尾部来计算断裂能，UHTCC体积掺量为10％时断裂能增加118％，掺量为20％时断裂能增加315％，增韧效果明显。但试验结果稳定性欠佳，需要改善搅拌工艺。

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摘要

图目录

表目录

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 混凝土非线性断裂模型

1．2．1 早期断裂模型

1．2．2 双K断裂模型

1．3 混凝土双K断裂模型研究现状

1．3．1 试验方法

1．3．2 计算理论

1．3．3 影响因素

1．3．4 延伸与应用

1．4 电测法测量混凝土起裂荷载的发展

1．5 超高韧性水泥基复合材料

1．6 本文研究目的和主要内容

2 电测法测量不同强度混凝土的起裂荷载

2．1 试验过程

2．1．1 试件制作

2．1．2 试验仪器

2．1．3 试验步骤

2．2 试验结果

2．2．1 荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线

2．2．2 起裂应变片的荷载-应变(P-ε)曲线

2．2．3 双K断裂参数计算结果

2．3 双K断裂参数与混凝土强度的关系

2．4 本章小结

3 应变片标距对电测法确定混凝土起裂的影响

3．1 试验过程

3．1．1 试件制作

3．1．2 试验仪器

3．1．3 试验步骤

3．2 试验结果

3．2．1 裂缝与断裂形态

3．2．2 荷载-裂缝口张开位移(p-CMOD)曲线

3．2．3 起裂应变片的荷载-应变(P-ε)曲线

3．3 计算结果

3．3．1 双K断裂参数

3．3．2 等效裂缝长度

3．4 本章小结

4 掺UHTCC混凝土的增韧作用

4．1 试验过程

4．1．1 试件制作

4．1．2 试验仪器

4．1．3 试验步骤

4．2 试验结果

4．2．1 立方体抗压强度

4．2．2 断裂试验裂缝与断面形态

4．2．3 断裂试验荷载-位移(P-δ)曲线

4．2．4 断裂试验荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线

4．2．5 断裂试验荷载-应变(P-ε)曲线

4．3 数据计算

4．3．1 断裂能

4．3．2 双K断裂参数

4．4 本章小结

5 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 研究展望

参考文献

作者简介及硕士期间科研成果