碾压混凝土断裂试验研究(1)(2)
2014-01-09 01:01
导读：1.3 试验装置及测试过程 试验采用美国产mts815teststar程控伺服岩石力学试验系统，测试碾压混凝土的断裂力学特性，并能自动实时记录荷载与加载点位移及
1.3 试验装置及测试过程 试验采用美国产mts815teststar程控伺服岩石力学试验系统，测试碾压混凝土的断裂力学特性，并能自动实时记录荷载与加载点位移及荷载与缝端开度关系全过程曲线。试验中采用等位移速率控制加载，加载速率为0.01mm/min.应变测试采用日本kyowa dpm 600系列动态应变仪，该仪器有8个测试通道精确地测试应变。光纤传感检测采用广州仪器公司生产的ai9301a/ai9302a型高稳定度智能光功率计检测光纤中光信号的变化，其工作波长1300mm.同时还使用了td2000型otdr(光时域反射计)作对比，其工作波长为1300mm，损耗分辨率0.01db，距离分辨率0.1m.试验装置及测试过程如图5所示。2 试验成果及分析 通过试验测得三点弯曲梁试件荷载与加载点位移全过程关系曲线和荷载与缝端开口位移全过程关系曲线，以及预埋光纤三点弯曲梁试件光强与缝端张开位移曲线和剪切试验荷载与位移关系曲线共26张，限于篇幅，仅列出典型的相关曲线，如图6～图9所示。
图5 试验装置及测试过程
图6 三点弯曲梁试验荷载与加载点位移关系曲线 图7 光纤传感试件裂缝光强与缝端张开位移关系曲线|
图8 双面剪切试验荷载与剪切位移关系曲线 图9 直剪试验荷载与剪切位移关系曲线|
以三点弯曲梁实测曲线中最大荷载为裂纹失稳扩展的临界荷载如图6所示，试件的ⅰ型断裂韧ｋⅰc按下式计算[１]：
kⅰc＝pmaxl/bw3/２/f（a/w）
(1)
式中：pmax为临界荷载；l为梁的跨度；b为梁的宽度；w为梁的高度。根据三点弯曲梁实测荷载与挠度曲线和梁断裂时的最大变形，可计算梁的断裂能[1]：
式中：w0为荷载-挠度关系曲线下的面积；mg为支点间梁和加荷部件重量；δ0为梁断裂时最大变形；a为为韧带断面面积。 根据剪切试验实测曲线中的最大荷载如图8、图9所示，ｋⅱc的计算公式[１]：
当h/w=1时：
当h/w=2时：
式中：qmax为最大剪力；h为试件高度；w为试件断面宽度；b为试件厚度。由试验结果得到试件的断裂韧度及断裂能如表1和表2所示。由表1、表2可见，沙牌拱坝碾压混凝土试件的ⅰ型断裂韧度kⅰc为0.442～0.579kn/cm３/２，试验结果表明kⅰc值与试件临界荷数pmax成正比，同时kⅰc与劈裂抗拉强度ft相关，一般情况下ft大，则kⅰc偏大；ⅱ型断裂韧度ｋⅱc为0.801～1.088kn/cm３/２，由双面剪切试验和直剪试验两种方法得出的ｋⅱc相近，这说明两种试验方法可行并起到相互验证作用。断裂能ｇｆ为06.26～149.07n/m，
