混凝土材料Ⅰ-型裂縫在階躍荷載下的判據(jù)

摘 要：本文將結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中的具有有限上升時(shí)間的階躍力的單自由度無(wú)阻尼體系的結(jié)論通過(guò)理論推導(dǎo)運(yùn)用到混凝土材料中的Ⅰ-型裂縫在受到瞬時(shí)加載的荷載時(shí)的情況中，將瞬時(shí)加載根據(jù)試件的動(dòng)力學(xué)特性分為三種加載情況，并得出混凝土材料的Ⅰ-型裂縫在不同瞬時(shí)荷載情況下強(qiáng)度因子表達(dá)。

關(guān)鍵詞：混凝土;斷裂力學(xué);應(yīng)力強(qiáng)度因子

一、混凝土材料的受力特點(diǎn)

M.F.Kaplan在1961年首次提出可以將線彈性斷裂力學(xué)用于混凝土材料中，并發(fā)表了試驗(yàn)成果和結(jié)論[1]。隨著研究的深入，許多試驗(yàn)結(jié)果表明K隨著試件的尺寸增大而增大，凈截面的名義應(yīng)力隨著試件尺寸的增大而減小[2-4]。于是有人將混凝土看作彈塑性材料而不是脆性材料，因此將彈塑性斷裂力學(xué)的參數(shù)作為混凝土材料的斷裂特性的判據(jù)。但是根據(jù)[5]中來(lái)看，當(dāng)試驗(yàn)試件趨近于瞬時(shí)的情況下，混凝土的本構(gòu)關(guān)系曲線基本是呈現(xiàn)線性，即在加載時(shí)間為30秒到2分鐘時(shí)，混凝土的荷載-位移曲線一直到其破壞荷載的93%都是呈線性的。此外，根據(jù)文獻(xiàn)[3]中的試驗(yàn)，加載時(shí)間在10分鐘左右時(shí)，荷載-位移曲線的非線性情況就十分明顯。根據(jù)這些試驗(yàn)結(jié)果，我們可以認(rèn)為，在長(zhǎng)期荷載的作用下的混凝土材料表現(xiàn)為粘彈性，而在瞬時(shí)荷載的作用下混凝土材料表現(xiàn)為線彈性。

參考文獻(xiàn)

[1] Kaplan M F.ACI Journal，1961，Vol.58，No，5：590～610

[2] Kesler C E，Naus D J，Loff J L， Mechanics Behavior of Materials，1972，Vol.IV;113～124

[3] 田明倫，黃松海等.混凝土的斷裂韌度.陜西機(jī)械學(xué)院水電科研所，1981

[4] 徐世烺，趙國(guó)藩.混凝土斷裂韌性的試驗(yàn)及分析.大連工學(xué)院，1981

[5] 徐世烺，趙國(guó)藩.混凝土斷裂力學(xué)研究.大連理工大學(xué)出版社，1991

作者簡(jiǎn)介：易航宇（1996—），男，漢族，重慶人，重慶交通大學(xué)碩士研究生，研究方向：工程力學(xué)。