[发明专利]一种基于四点弯曲梁测混凝土断裂能的试验方法

说明书

本发明涉及一种管基于四点弯曲梁测混凝土断裂能的试验方法，包括：安装试验装置和试件，施加荷载试验，记录试验数据，计算断裂能等步骤。本发明保证了试件受力状态为简支，并且据申请人的试验结果，当初始缝高比大于等于0.4时即可得到完整的荷载‑挠度曲线，而国际结构与材料研究联合会(RILEM)混凝土断裂力学委员会(TC‑50FMC)推荐的采用三点弯曲梁试件测断裂能的初始缝高比为0.5。

技术领域

本发明涉及一种基于四点弯曲梁测混凝土断裂能的试验方法，属于材料力学性能测试技术领域。

背景技术

目前，测试混凝土的断裂能大多基于三点弯曲梁试件。国际结构与材料研究联合会(RILEM)混凝土断裂力学委员会(TC-50FMC)给出了基于三点弯曲梁试件测混凝土断裂能的标准试验方法。但据很多学者的试验结果来看，采用三点弯曲梁试件测混凝土的断裂能时，预制缝的扩展路径往往因大骨料的存在而出现偏斜，而据三点弯曲梁的受力状态可知，裂缝一旦出现偏斜将使裂尖同时受到弯矩和剪力的作用，而剪力的存在将使裂缝的扩展路径出现更大的偏斜，因而测得的混凝土断裂能因裂缝的扩展路径的偏斜导致实际的断裂面积较计算时所用的断裂面积大而导致测得的混凝土断裂能不能反映混凝土材料真实的抵抗断裂的能力。

发明内容

本发明要解决技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种基于四点弯曲梁测混凝土断裂能的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种基于四点弯曲梁测混凝土断裂能的试验方法，采用四点弯曲梁试验装置，所述四点弯曲梁试验装置包括加载装置、底座、活动支座、固定支座以及安装在加载装置上的两个压头，所述活动支座和固定支座安装在底座上；所述方法包括以下步骤：

(1)在底座的两个预设位置分别安装固定支座和活动支座；

(2)将底部具有预制缝的试件安装在固定支座和活动支座上，并使所述预制裂缝位于所述固定支座和活动支座的正中间；将位移计固定在所述试件的跨中截面上部对应所述预制裂缝的位置；

(3)将设置在所述加载装置下方的两个压头压在所述试件上，其中一个压头的位置分别位于固定支座和预制裂缝之间，另一个压头位于活动支座和预制裂缝之间，两个压头分别与所述预制裂缝之间的距离相等；

(4)通过所述加载装置对试件进行施加荷载，所述加载装置施加压力为P，每个压头施加的外荷载为P/2，根据施加压力时测得的挠度，绘制荷载-挠度曲线；

根据下式得到断裂能G_F：

式中，W₀为外荷载做的功，δ_max为测量得到的所述试件破坏时的位移，W_E是指函数拟合得到的尾部段面积，H为试件高度，a₀为预制缝长度，t为试件宽度，m为试件固定支座和活动支座间跨度范围内质量，g为重力加速度，取g＝9.81m/s²。

上述方案进一步的改进在于：所述W_E的指数函数拟合公式为：

y＝Ae^-Bx；

其中，A,B为拟合常数。

上述方案进一步的改进在于：所述W_E还能够由幂函数拟合而得。