[發(fā)明專利]一種混凝土Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型裂縫斷裂性能測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811218409.5
• 申請(qǐng)日: 2018-10-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109507041B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳啟勇;于百軍;李方;李玥潔;周菊霞;楊璠;王俊海;張雪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海寶冶集團(tuán)南京建筑有限公司;上海寶冶集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/24
• 分類號(hào): G01N3/24
• 代理公司: 南京樂(lè)羽知行專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32326
• 代理人: 繆友建

1.一種混凝土Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型裂縫斷裂性能測(cè)試方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)在測(cè)試的壓力機(jī)上設(shè)置直偏裂縫三點(diǎn)剪切梁，所設(shè)置的裂縫是預(yù)制裂縫，位置距離梁長(zhǎng)度方向的中線位置按試驗(yàn)要求變化設(shè)計(jì)；壓力機(jī)與三點(diǎn)剪切試驗(yàn)梁之間設(shè)有兩個(gè)支撐座，每個(gè)支撐座到其相鄰三點(diǎn)剪切試驗(yàn)梁的一端的距離是10cm；所述的三點(diǎn)剪切試驗(yàn)梁上端中點(diǎn)處設(shè)有一個(gè)施力座，所述施力座的上部設(shè)有荷載量測(cè)裝置；所述三點(diǎn)剪切試驗(yàn)梁上設(shè)有應(yīng)變測(cè)量裝置；

(2)所述的預(yù)制裂縫下端設(shè)置第一夾式引伸計(jì)(8)，測(cè)量裂縫處的滑口位移CMD；所述的預(yù)制裂縫上端兩側(cè)分別設(shè)置特制的鋼墊塊，布置第二夾式引伸計(jì)(11)，測(cè)量裂縫豎向張口位移CVOD；

(3)壓力機(jī)通過(guò)施力座向所述直偏裂縫三點(diǎn)剪切試驗(yàn)梁施加測(cè)試載荷P，通過(guò)荷載量測(cè)裝置測(cè)出施加的最大測(cè)試荷載P_max，通過(guò)應(yīng)變測(cè)量裝置測(cè)出起裂荷載P_ini；

(4)所述的第一夾式引伸計(jì)(8)與第二夾式引伸計(jì)(11)分別測(cè)試到斷裂整個(gè)過(guò)程中的裂縫滑口位移CMD以及裂縫豎向張口位移CVOD，斷裂擴(kuò)展軌跡為非線性，得到斷裂過(guò)程中Ⅰ型破壞的張開(kāi)位移CMOD：

(5)根據(jù)所述試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果，可以完成Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型裂縫中Ⅰ型、Ⅱ型破壞的斷裂參數(shù)的確定，其中，Ⅰ型破壞斷裂參數(shù)的確定由截面處的正應(yīng)力分布決定，具體如下：

①Ⅰ型斷裂失穩(wěn)韌度按下式計(jì)算：

式中，

式中，為失穩(wěn)斷裂韌度；P_un為失穩(wěn)荷載；m為試件支座間的質(zhì)量；g為重力加速度；S為試件兩支座間的跨度；a_c為有效裂縫長(zhǎng)度；t為試件厚度；h為試件高度；θ為斷裂角，為裂縫擴(kuò)展軌跡與豎直軸線形成的角度，單位為弧度；

②Ⅰ型斷裂起裂韌度按下式計(jì)算：

式中，

式中，為起裂斷裂韌度；P_ini為起裂荷載；a₀為初始裂縫長(zhǎng)度；

(6)裂縫破壞過(guò)程中，Ⅱ型斷裂參數(shù)的確定由截面處的剪應(yīng)力分布決定，具體如下：

①Ⅱ型斷裂失穩(wěn)韌度按下式計(jì)算：

式中，為Ⅱ型失穩(wěn)斷裂韌度；

②Ⅱ型斷裂起裂韌度按下式計(jì)算

式中，為Ⅱ型斷裂起裂韌度；

(7)根據(jù)所述的計(jì)算斷裂韌度，建立更為準(zhǔn)確的混凝土I-II復(fù)合型斷裂相關(guān)性方程：

式中，a、b、c、d為擬合參數(shù)；K_IC為純I型斷裂韌度。

2.如權(quán)利要求1所述混凝土Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型裂縫斷裂性能測(cè)試方法，其特征在于：所述的預(yù)制裂縫是按照《水工混凝土斷裂試驗(yàn)規(guī)程》中的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)梁的預(yù)制裂縫的方式，所布置的位置根據(jù)試驗(yàn)要求設(shè)計(jì)，用于完成不同K_Ⅰ/K_Ⅱ比例下的復(fù)合斷裂韌度的比較。

3.如權(quán)利要求1所述混凝土Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型裂縫斷裂性能測(cè)試方法，其特征在于：所述第二夾式引伸計(jì)(11)是采用菱形棱柱體墊塊固定，第二夾式引伸計(jì)(11)采用裂縫尖端中心對(duì)稱的方式單端固定在混凝土表面。

4.如權(quán)利要求1所述混凝土Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型裂縫斷裂性能測(cè)試方法，其特征在于：所述位移測(cè)試裝置是指固定在預(yù)制裂縫處位移計(jì)。

5.如權(quán)利要求1所述混凝土Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型裂縫斷裂性能測(cè)試方法，其特征在于：所述荷載量測(cè)裝置為荷載傳感器，所述應(yīng)變測(cè)量裝置是粘貼在預(yù)制裂縫尖端兩側(cè)的電阻應(yīng)變片。

6.如權(quán)利要求1所述混凝土Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型裂縫斷裂性能測(cè)試方法，其特征在于：所述三點(diǎn)剪切試驗(yàn)梁是指偏裂縫布置的《水工混凝土斷裂試驗(yàn)規(guī)程》中的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)梁。

7.如權(quán)利要求1所述混凝土Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型裂縫斷裂性能測(cè)試方法，其特征在于：通過(guò)計(jì)算得到的Ⅰ型、Ⅱ型斷裂韌度，建立更為準(zhǔn)確的混凝土I-II復(fù)合型斷裂相關(guān)性方程。