[发明专利]由两点直线法确定混凝土起裂韧度的方法

说明书

本发明公开了一种由两点直线法确定混凝土起裂韧度的方法，其主要步骤包括：制作一组尺寸完全相同的试件、静力加载得到起裂荷载、由两点确定直线和求直线斜率，该斜率即为无尺寸效应的混凝土的起裂韧度。本发明避免了大量试验数据的拟合分析工作，考虑因素全面，预测结果具有足够精度，易判断结果合理性。

技术领域

本发明涉及土木工程材料检测技术领域，具体涉及一种由两点直线法确定混凝土起裂韧度的方法。

背景技术

带裂缝试件的起裂荷载对应的应力强度因子，称为起裂韧度K_ini。实验室条件下混凝土的起裂韧度存在明显的尺寸效应，若要得到与试件尺寸无关的起裂韧度，则须采用边界效应理论确定无尺寸效应的混凝土起裂韧度。但是，该方法须基于大量的试验数据，通过拟合回归分析才能实现。并且采用的试件必须满足以下条件：相同尺寸不同缝高比；或相同缝高比不同尺寸；或者两种形式的组合。另外，目前确定混凝土的起裂韧度，都是基于连续介质力学理论，理论中都未能包含混凝土骨料颗粒的重要影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种由两点直线法确定混凝土起裂韧度的方法；以克服现有混凝土起裂韧度测量所存在的尺寸效应，且未考虑骨料颗粒的影响。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种由两点直线法确定混凝土起裂韧度的方法，包括下列步骤：

(1)浇筑一组尺寸均为H×B×W且缝高比均为α的混凝土试件，其中，H为试件高度，B为试件厚度，W为试件有效跨度，试件的初始裂缝长度为a₀，缝高比α＝a₀/H；

(2)采用楔入劈拉型或三点弯曲型，按静力加载试验方法将步骤(1)中的试件加载至被破坏，记录加载过程中每个试件的起裂荷载P_ini,i，计算出试件起裂荷载的平均值记为P_ini；

(3)基于两点确定直线的方法，计算该组试件的起裂韧度的平均值K_ini：其中，第一个点为原点(0,0)，第二个点的纵坐标Y等于该组混凝土试件起裂荷载的平均值P_ini；

对于楔入劈拉型试件，第二个点的横坐标X为

对于三点弯曲型试件，第二个点的横坐标X为

式(1)、(2)中，B为试件厚度，α为缝高比，H为试件高度，d_max为混凝土的骨料最大粒径，a_e1、a_e2为几何参数；

第一个点(0,0)和第二个点(X，Y)所成直线的斜率即为试件起裂韧度的平均值K_ini；

(4)基于两点确定直线的方法计算该组每个试件的起裂韧度K_ini,i：其中，第一个点为原点0点(0,0)，第二个点的纵坐标Y_i等于单个混凝土试件的起裂荷载P_ini,i；

对于楔入劈拉型试件，第二个点的横坐标X_i由式(1)求得，对于三点弯曲型试件，第二个点的横坐标X由式(2)求得；

第一个点(0,0)和第二个点(X_i，Y_i)所成直线的斜率即为单个试件的起裂韧度K_ini,i。

进一步的，步骤(3)～(4)中，式(1)的几何参数a_e1，由下式计算，

式(3)中，α为各试件的缝高比，a₀为初始裂缝长度，