混凝土双参数和双K参数模型的比较研究

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随着线弹性断裂力学在一些领域的成功应用,也激起了混凝土工作者将断裂力学用于混凝土的尝试。然而自60年代初Bazant首次将断裂力学应用于混凝土时即已发现,按线弹性计算的混凝土KIC存在着尺寸效应,并发现了混凝土裂缝的亚临界扩展。自那以后,提出了各种模型试图找到—个没有尺寸效应的KIC。 双参数模型是一种基于修正的线弹性断裂力学的混凝土断裂判断准则。双K参数模型则以虚拟裂缝模型为基础,考虑了混凝土内聚力的作用。两种模型或称为断裂判据都是根据求得的临界等效裂缝长度ac来求各个参数的,而两种模型在求ac时,基本公式是—样的,即都是根据构件的柔度与裂缝长的关系式,但在用哪个柔度求ac时不—致,双参数模型建议用试件最大荷载处的卸载柔度,而双K参数模型则建议用最大荷载点处的割线柔度。 本文通过采用标准三点弯曲梁及楔入劈拉试件比较研究两种模型的区别。试验发现,两种模型计算得到的各个参数KIC、CTODc几乎不受初始缝长的影响。在两种试件类型中,双参数模型计算得到的临界有效裂缝长度ac均大于双K参数模型的计算结果,这点导致双参的KIC、CTOD均大于双K模型的相应值,其幅度随双参模型实际卸载荷载与最大荷载的比值而定。 在双参模型中,由于实际操作的困难,Shah建议在荷载超过最大荷载后的95%最大荷载处卸载以代替在理论上的最大荷载处得卸载,但是发现,由于在越过最大荷载点后试件的不可恢复变形急剧发展,导致在95%最大荷载点卸载得到的计算结果与理论上的最大荷载点卸载的计算结果相差较大。可以认为,用在95%最大荷载点卸载代替最大荷载点卸载是不妥的。 双K参数模型不需进行卸载,只要得到加载曲线的上升段即可,因此有望代替双参数模型。
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