基于灰色理論的混凝土壓縮損傷參數尺寸效應

王向東,王躍鋒,華 曦,岑家全

(河海大學力學與材料學院,江蘇 南京 210098)

混凝土結構在澆筑過程中都有初始損傷,在外界因素如荷載、溫度等作用下將產生新損傷和損傷積累,從而導致材料性能劣化,最終形成宏觀裂縫直至整個結構破壞[1-2]。目前,混凝土的初始損傷、峰值損傷及損傷演變方程中的參數均是在實驗室用標準小試件做試驗測得,而工程中的結構特別是水工建筑物均是大體積混凝土結構,用上述損傷參數及損傷演變方程進行結構的損傷分析顯然不合理[3]。因為混凝土的材料性能參數具有尺寸效應[4],損傷參數也與混凝土結構的尺寸密切相關,所以在混凝土結構的損傷分析計算中,必須考慮混凝土損傷參數的尺寸效應。而大試件的試驗有相當的難度,因而解決混凝土損傷參數的尺寸效應問題非常必要。目前關于混凝土材料性能參數的尺寸效應問題已有許多研究,如混凝土材料的抗拉強度、抗壓強度、彈性模量、斷裂韌度、臨界能量釋放率和斷裂能等[5],但是關于混凝土損傷參數的尺寸效應問題研究還很少。筆者擬對混凝土壓縮損傷參數的尺寸效應問題進行研究。

1 混凝土損傷參數尺寸效應的試驗研究

由于損傷是微觀量,目前的實驗設備不能直接測得,因此有必要將微觀量宏觀化,文中試驗是在混凝土試件澆筑過程中摻入引氣劑,人為制造隨機微孔隙模擬損傷,并通過改變引氣劑摻量達到模擬不同程度損傷的目的。……