混凝土斷裂能是評估混凝土斷裂性能的關(guān)鍵參數(shù)。然而三點彎曲試驗測得的撓度δ離散性較大,傳統(tǒng)方法采用荷載-撓度(P-δ)曲線得到的斷裂能誤差較大。為了得到更準(zhǔn)確的斷裂能,假設(shè)帶預(yù)制切口的混凝土梁繞虛擬裂縫的尖端旋轉(zhuǎn),合力矩做的功除以斷裂面積等于斷裂能,用荷載-裂縫口張開位移(P-CMOD)曲線代替P-δ曲線計算斷裂能,對已有的公式進(jìn)行簡化。對5組不同尺寸混凝土梁進(jìn)行三點彎曲試驗,使用簡化的方法計算混凝土的斷裂能。結(jié)果表明,兩種方法計算的斷裂能,有著明顯的差異,同時P-CMOD曲線計算的斷裂能離散性更小,表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。此外,對不同尺寸試件的峰值處荷載Pc、撓度δc、最大張口位移CMODc以及兩種方法計算的斷裂能的尺寸效應(yīng)進(jìn)行了分析。

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【部分圖文】：

圖1 三點彎曲試驗裝置示意圖

混凝土的斷裂能是指產(chǎn)生單位面積裂縫所消耗的能量，它是由Hillerborg[2]在混凝土直接拉伸試驗條件下提出的。混凝土試件梁所產(chǎn)生的斷裂面通常顯示出凹凸不平的特點，直接測定其斷裂面的面積比較困難。RILEM[11]建議，在穩(wěn)定條件下對帶缺口三點彎曲梁進(jìn)行測量，以斷裂面單位投影面....

圖2 荷載-位移曲線計算斷裂能示意圖

圖3為試件梁在三點彎曲下試件梁的受力與變形簡化圖。文獻(xiàn)[8]假設(shè)，在微小變形下，三點彎曲梁的變形可以視為繞等效虛擬裂縫尖端的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)在某一荷載P作用下，等效裂縫擴(kuò)展了Δa（如圖3所示），則試件梁的旋轉(zhuǎn)角θ近似表示為圖3三點彎曲梁的受力與變形圖

圖3 三點彎曲梁的受力與變形圖

圖2荷載-位移曲線計算斷裂能示意圖假定全部荷載所做的功都用于裂縫的擴(kuò)展，忽略斷裂區(qū)以外的能量耗散，則當(dāng)梁產(chǎn)生θ0的轉(zhuǎn)角時所消耗斷裂功可表示為

圖5 P-CMOD曲線

為了驗證本文提出的簡化式的可靠性，將計算得到的斷裂能與文獻(xiàn)[15]中三點彎曲下相同尺寸和強度的混凝土梁的斷裂能進(jìn)行對比。文獻(xiàn)[15]中由P-δ曲線得到的相同尺寸和強度的混凝土梁的平均斷裂能，按試件尺寸從小到大為依次為62.8、84.80、95.72、96.90、106.75N/....

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