斷裂力學(xué)在混凝土中的應(yīng)用及其尺寸效應(yīng).pdf

1、隨著混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展,興建的重大結(jié)構(gòu)工程日漸增多.這些結(jié)構(gòu)的安全和正常運(yùn)行,已經(jīng)不僅是一個(gè)單純的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)問題,而是對人民生命財(cái)產(chǎn)和社會(huì)安定有重大影響的社會(huì)問題.而且,這些結(jié)構(gòu)往往是形體高大而復(fù)雜,承受的荷載大且變化多,還可能經(jīng)受各種嚴(yán)酷的環(huán)境作用和偶然性事故.因而,這些結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析和設(shè)計(jì)要求有足夠的精確度和可靠性,而理論上和方法上又有較大的技術(shù)難度.另一方面看,混凝土因其材料組成和構(gòu)造的原因而具有非勻質(zhì)、非線性和各向異性等性質(zhì),還因

2、混凝土內(nèi)部微裂縫的存在和發(fā)展,力學(xué)性能隨時(shí)間和環(huán)境條件而變異,使得混凝土的強(qiáng)度和變形狀態(tài)十分復(fù)雜,影響因素多,變化幅度大,性能指標(biāo)的離散度也大.過去,一般的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)尺寸較小,形狀簡單,受力明確,都可采用足尺的或按比例縮小的模型,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行荷載試驗(yàn),測定其結(jié)構(gòu)反應(yīng),將試驗(yàn)結(jié)果直接用于設(shè)計(jì),或者經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析后,用得到的經(jīng)驗(yàn)公式知道設(shè)計(jì).但是,對于前述形體和受力都很復(fù)雜的重大結(jié)構(gòu)物,這些經(jīng)驗(yàn)性方法顯然無法勝任.斷裂力學(xué)用于混凝土研究

3、,大大推動(dòng)了混凝土斷裂力學(xué)和強(qiáng)度理論的發(fā)展,但是不論是線彈性斷裂力學(xué)還是彈塑性斷裂力學(xué),應(yīng)用于混凝土材料都有其各自的局限性.該文回顧了經(jīng)典的混凝土強(qiáng)度準(zhǔn)則,分析討論了各種強(qiáng)度理論的優(yōu)缺點(diǎn),提出了進(jìn)一步研究的必要性;分析討論了斷裂力學(xué)發(fā)展的幾個(gè)重要階段,以及斷裂力學(xué)在混凝土中的應(yīng)用;在比較分析Bazant尺寸效應(yīng)律的兩套不同公式的基礎(chǔ)上,指出了用能量的方法考慮尺寸效應(yīng)的優(yōu)勢;在考慮邊界效應(yīng)基礎(chǔ)上,建立了新的局部斷裂能分布模型,并由此推導(dǎo)出