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混凝土结构以三维实体的形式大量存在于实际工程,在浇筑及使用过程中不可避免的会有裂缝的产生,仅仅从二维的角度研究裂缝的起裂、扩展、失稳等是不够的。本文通过试验与数值模拟相结合,研究了混凝土断裂参数的厚度效应,主要开展了以下三方面工作:(1)试件厚度对混凝土I型裂缝扩展过程影响的试验研究对强度等级为C30,初始缝高比为0.3,跨度为600mm,高度为150mm,厚度为30mm、60mm、90mm、120mm、150mm以及180mm的24根带预制裂缝的混凝土三点弯曲梁进行试验研究。分别在裂缝口处布置数量不等的夹式引伸仪用来测量同一试件不同厚度处的裂缝口张开位移,在试件表面预制裂缝尖端附近布置应变片用来测量试件表面处的起裂荷载,在加载点附近布置夹式引伸仪用来测量加载点位移。结果表明,在本试验研究范围内,失稳断裂韧度无明显厚度效应;当试件厚度小于90mm时,起裂断裂韧度随试件厚度的增大而增大,当试件厚度大于90mm时,起裂断裂韧度保持稳定;断裂能随试件厚度的增大而增大;中心处裂缝口张开位移略小于表面处,但差值很小可忽略不计;(2)试件厚度对混凝土I型裂缝起裂荷载的影响对上述尺寸的混凝土试件采用ANSYS有限元软件进行三维建模分析。基于试验测得的试件表面的起裂荷载,提取不同厚度处的裂缝尖端的应力强度因子、加载点位移及裂缝口张开位移。逐步减小荷载至试件中心处裂缝尖端的应力强度因子与起裂荷载作用下表面处裂缝尖端的应力强度因子相等,此荷载即为试件中心起裂对应的起裂荷载。结果表明,同一试件,越靠近试件中心处应力强度因子越大、加载点位移越小、裂缝口张开位移越小;随试件厚度的增大,表面处与中心处应力强度因子、起裂荷载的差值均增大;(3)试件厚度对混凝土K_R阻力曲线及断裂过程区长度的影响对上述混凝土试件采用FORTRAN编程进行混凝土K_R阻力曲线及断裂过程区长度的计算。根据试验测得的混凝土的弹性模量、抗拉强度、泊松比、起裂断裂韧度、断裂能,采用裂缝扩展准则计算了K_R阻力曲线。结果表明,混凝土K_R阻力曲线具有厚度效应,断裂过程区长度的峰值随试件厚度增大而增大。