混凝土骨料影响下裂纹扩展特性的解析计算研究

摘要：

混凝土骨料-浆体界面是局部裂纹等伤损的多发部位.为探究混凝土骨料影响下裂纹的扩展特性,基于弹性力学复变函数理论,提出骨料影响下裂纹尖端应力强度因子的解析计算方法;建立混凝土多尺度有限元模型并开展了现场试验,对比验证解析解的准确性;基于解析法分析了骨料位置、粒径及外部荷载等因素对应力强度因子及扩展角的影响规律.结果表明,经由解析法、有限元模型与试验结果反映出的裂纹扩展表现为相同的趋势;骨料与裂纹尖端的方位角大于45°时,骨料粒径越大,越加剧裂纹的Ⅰ型扩展,但能减轻Ⅱ型扩展;裂纹扩展在骨料半径为裂纹长半轴2倍、骨料位于裂纹尖端正上方、裂纹尖端与骨料边界重合时达到最不利状态,此时Ⅰ型应力强度因子为未考虑骨料时的1.35倍;裂纹呈偏于骨料方向扩展;当骨料位于裂纹尖端正上方,若荷载角度小于22.5°,骨料位置对裂纹扩展角影响较大;荷载角度为0°、裂纹尖端与骨料边界重合时,裂纹扩展指向骨料中心;若裂纹尖端与骨料边界不重合,扩展角在荷载角度为22.5°时达到最大值60°.

关键词：混凝土、裂纹、骨料、扩展特性、弹性力学、复变函数

所属期刊栏目：56

分类号：TU528(建筑材料)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-03-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：20-29