混凝土材料Ⅰ-型裂缝在阶跃荷载下的判据

摘 要：本文将结构动力学中的具有有限上升时间的阶跃力的单自由度无阻尼体系的结论通过理论推导运用到混凝土材料中的Ⅰ-型裂缝在受到瞬时加载的荷载时的情况中，将瞬时加载根据试件的动力学特性分为三种加载情况，并得出混凝土材料的Ⅰ-型裂缝在不同瞬时荷载情况下强度因子表达。

关键词：混凝土;断裂力学;应力强度因子

一、混凝土材料的受力特点

M.F.Kaplan在1961年首次提出可以将线弹性断裂力学用于混凝土材料中，并发表了试验成果和结论[1]。随着研究的深入，许多试验结果表明K随着试件的尺寸增大而增大，净截面的名义应力随着试件尺寸的增大而减小[2-4]。于是有人将混凝土看作弹塑性材料而不是脆性材料，因此将弹塑性断裂力学的参数作为混凝土材料的断裂特性的判据。但是根据[5]中来看，当试验试件趋近于瞬时的情况下，混凝土的本构关系曲线基本是呈现线性，即在加载时间为30秒到2分钟时，混凝土的荷载-位移曲线一直到其破坏荷载的93%都是呈线性的。此外，根据文献[3]中的试验，加载时间在10分钟左右时，荷载-位移曲线的非线性情况就十分明显。根据这些试验结果，我们可以认为，在长期荷载的作用下的混凝土材料表现为粘弹性，而在瞬时荷载的作用下混凝土材料表现为线弹性。

参考文献

[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] 田明伦，黄松海等.混凝土的断裂韧度.陕西机械学院水电科研所，1981

[4] 徐世烺，赵国藩.混凝土断裂韧性的试验及分析.大连工学院，1981

[5] 徐世烺，赵国藩.混凝土断裂力学研究.大连理工大学出版社，1991

作者简介：易航宇（1996—），男，汉族，重庆人，重庆交通大学硕士研究生，研究方向：工程力學。