碾压混凝土诱导缝断裂性能试验分析.pdf
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1、2 0 1 1年 第 3期 (总 第 2 5 7期) N u mb e r 3 i n 2 0 1 1 ( T o t a l No 2 5 7 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 理论研究 THE ORETI CAL RES EARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 0 3 0 1 8 碾压混凝土诱导缝断裂性能试验分析 徐宗超 ,王学志,毕重,李洋 ( 辽宁工业大学 土木建筑学 院,辽宁 锦州1 2 1 0 0 1 ) 摘要 : 针对多种 因素可能对诱导缝开裂产生的影响 , 进行了碾压混凝土单向间隔诱导缝和双向
2、间隔诱导缝轴拉试验 。 通 过对试验结果 进行分析 , 得到了诱导缝等效强度与诱导片数量及削弱度的关系 。 通过荷载位移和荷载应变 曲线对碾压混凝土诱导缝断裂扩展规律进行了分 析, 得到了诱 导缝 由起裂向稳定扩展临界荷载在最大荷载的 5 0 6 0 之间等结论。 关键词 : 诱 导缝 ;等效强度 ;轴拉试验 ;削弱度 ;断裂特性 中图分类号: T U5 2 8 1 0 1 文献标志码 : A 文章编 号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 3 0 0 5 5 0 4 Ex pe r i me n t a l a na l y s i s f or f r a c t
3、 ur e c ha r acte r o f e qui v a l e n t s t r e ng t h fo r RCC c r a c k di r ector s XU Zo 一 c h a o, WANG Xu e - z h i , BI Zh o n g, LI Ya n g ( C o l l e g e o f C i v i l E n g i n e e ri n g , L i a o n i n g Un i v e r s i ty o f T e c h n o l o g y , J i n z h o u 1 2 1 0 0 1 , C h i n a
4、) Abs t r a c t : Ac c o r d i n g t o s o me f a c t o r s e ffe c t o n fr a c t u r e o fc r a c k d i r e c t o r s , t h e a x i a l t e n s i o n t e s t s f o r u n i d i r e c t i o n a l i n t e r v a l c r a c k d i r e c t o r s a n d b i l a t e r a l i n t e rv a l c r a c k d i r e c t
5、 o rs s p e c i me n s we r e c a r r i e d o u t T h e r e l a t i o n s h i p b e tw e e n e q u i v a l e n t s t r e n g t h f o r c r a c k d i r e c t o r a n d t h e n u mb e r o f c r a c k d i r e c t o r a n d we a k e n l e v e l wa s g o tt e n b y a n a l y z i n g the t e s t r e s u l
6、 t s t h e f r a c t u r e e x p a nd l a w fo r RCC c r a c k di r e c t o r wa s a n a l y z e d t h r o u g h t h e l o a d d i s p l a c e me n t a n d l o a d s tr a i n c u r v e s , a n d i t i s i n d i c a t e d tha t c rit i c a l l o a d b e tw e e n i n i t i a l fra c t u r e a n d s t
7、e a d y fra c tur e fo r c r a c k d i r e c t o r i s th e 5 0 - 6 0 o f t h e ma x l o a d K eywor ds : c r a c kd i r e c t o r ; e q u i v a l e n t s t r e n gth; a x i a l t e n s i o nt e s t ; we a k e nd e g r e e ; fra c tur ep r o pe r t i e s 0 引言 为了控制温度应力产生的坝体裂缝, 国内外已建成的碾压混 凝土拱坝中普遍设置了诱导
8、缝【 , 实际拱坝中诱导缝的构造、 布置、 成缝方式及诱导片的尺寸等都会变化。 而这些因素对诱导缝的扩 展过程及开裂判断非常重要。 目前, 关于诱导缝试验方面的研究主 要集中于整体结构模型试验7- 1 、 诱导缝开裂计算条件 等。 根据 实际工程中常设置的单向间隔诱导缝( 穿透型诱导缝) 和双向间隔 诱导缝 ( 非穿透型诱导缝 ) 旧, 本研究基于碾压混凝土穿透型和非 穿透型诱导缝轴拉试验, 对诱导片形式、 削弱度对等效强度的影响 及试件表面应变的变化规律, 裂缝随荷载的扩展规律等进行了研究。 1 碾压混凝土诱导缝等效强度试验概述 1 1 试验 材料及 配合 比 试 验用 水为生活用 自来水
9、, 水泥 为 P 0 3 2 5级水 泥 , 粉煤 灰选用 I I 级粉煤灰 , 砂子为天然中砂, 筛出粒径大于 5 m m的 颗粒 , 细度模数大于 2 6 , 含泥量不大于 2 。 粗骨料采用最大粒 径为2 0 mm的一级配碎石。 外加剂为 D K 5混凝土高效减水剂, 试验中选用的碾压混凝土配合比见表 1 。 碾压混凝土试件为实 验室制作, 采用附着式振动器碾压成型。 1 2 轴拉 试验 照片 试验采用辽宁工业大学土建学院2 0 0 t 拉力试验机, 试验中 加载装置、 试验曲线及试件破坏形式等照片如图 1 4所示。 收稿 日期 :2 0 1 0 1 0 - 0 6 基金项 目:国家 自
10、然科学基金( 5 0 7 0 9 0 1 3 ) 表 1 试验 中碾压混凝 土配合 比 图 1 加载装置 图 2 试 验曲线 55 图 3 试件破坏形式 图 4 大部分试件照片 2 试验结果及 分析 2 1 碾压混凝土诱导缝等效强度试验值 通过对尺寸为 9 0 0 mmx 5 O O mmx 1 5 0 ra m( 长X 宽 高) 分别埋 置穿透型裂纹 ( 1 、 3 、 5片 ) 和非 穿透 型裂纹 ( 1 、 3 、 5片 ) 的多种试 件 ( 总计 2 4 件 ) 进行轴拉试 验 , 得到诱导缝 的等效强度值 。 试 件 的等效强度按式( 1 ) 计算 : D = ( 1 ) 式 中:
11、最大荷载; t 、 试件的宽度 、 高度 。 2 2 轴拉 试验 结果 分析 从表 2 可 以发现 , 非穿透型五片诱导缝试件与 穿透 型试件 表 2 碾压混凝土诱导缝等效强度试验值 5 6 在削弱度相同条件下 , 非穿透诱导缝等效强度值比穿透型小的 多, 将其运用在实际情况之中, 即当坝体应力达到较小时, 诱导 缝所在的薄弱面就能首先拉开 , 由此可以初步得出双向间隔诱 导缝 比单项 间隔诱导缝削弱作用要强的结论 。 双 向间隔诱 导缝 随削弱度 的变化 : 即双向间隔诱导缝等效 强度随削弱度的增大而减小。 适当增大截面削弱度可使诱导缝 等效强度降得更快 。 关于等效强度和削弱度 的关系,
12、在 图 5的关 系曲线 中可以更好的体现 。 日 羔 、 鹱 辩 削弱度 图 5非穿透试件诱导缝等效强度与削弱度关 系曲线 2 2 1 诱导缝等效强度与削弱度的关 系 通过对 削弱度和等效强度 曲线进行线性 回归 , 发现非穿透 型诱导缝等效强度 与削弱度有较好的线性关系 , 说 明随着削弱 度的增 大非穿透型诱导缝等效强度在减小 。 2 2 2 轴拉试验中的荷载一位移曲线分析 由于试件数量较多, 下面仅给出部分具有代表意义的试验 曲线 , 见图 6 8 。 : : z 4O 30 。 位移 mm 图 6 碾压穿透 1片荷载位移试验曲线 位移 mm 图 7 碾压非穿透 1片荷载位移试 验曲线
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