[发明专利]测量岩块-SCC交界面断裂力学属性的方法及复合试件

说明书

本发明公开了一种测量岩块‑自密实混凝土交界面I型断裂力学属性的方法及岩块‑界面‑SCC三相复合试件，所述方法包括：制备具有一定面积的I型断裂韧带区的岩块‑界面‑SCC三相复合试件，所述I型断裂韧带区沿岩块和SCC的交界面分布；对所述岩块‑界面‑SCC三相复合试件进行宏观断裂试验，获得界面相的I型断裂力学参数。该方法能够保证一定面积大小的断裂韧带区面积以表征工程尺度堆石混凝土力学行为，并使断裂韧带区沿岩块和SCC的交界面分布，对试件进行后续的宏观断裂实验，获得界面相的相关力学参数。

技术领域

本发明工程材料领域，具体涉及一种测量岩块-自密实混凝土交界面I型断裂力学属性的方法及岩块-界面-SCC三相复合试件。

背景技术

由于堆石混凝土的堆石骨料粒径相较于常规I、II级配混凝土骨料粒径大了一个数量级，难以通过大尺寸试验对其原型尺度的变形力学特性进行实验研究，是目前制约堆石混凝土应用于高坝和高等级水工建筑物的关键技术瓶颈。

综合考虑堆石混凝土的浇筑方式可以将其视为由岩块、自密实混凝土以及两者交界面组成的复合材料。交界面属于整个混凝土结构层面或是构件层面的薄弱环节，研究界面的渐进变形破损机理对于堆石混凝土破坏的细观机制探索很有必要。

目前关于堆石混凝土材料中的岩块-SCC交界面的I型断裂力学性能研究中，直接涉及界面本身，从构件或结构层面测试其断裂力学性能的研究相对较少。在相关研究中采取的试样型式均存在骨料-胶凝材料接触面尺寸偏小、骨料表面经过人工处理等不足。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种测量岩块-自密实混凝土交界面I型断裂力学属性的方法，该方法能够保证一定面积大小的断裂韧带区面积以表征工程尺度堆石混凝土力学行为，并使断裂韧带区沿岩块和SCC的交界面分布，对试件进行后续的宏观断裂实验，获得界面相的相关力学参数。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种测量岩块-自密实混凝土交界面I型断裂力学属性的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：

制备具有一定面积的I型断裂韧带区的岩块-界面-SCC三相复合试件，所述I型断裂韧带区沿岩块和SCC的交界面分布；

对所述岩块-界面-SCC三相复合试件进行宏观断裂试验，获得界面相的I型断裂力学参数。

根据本发明实施例的测量岩块-自密实混凝土交界面I型断裂力学属性的方法，可以设计制备一种断裂韧带区沿岩块和SCC的交界面分布的岩块-界面-SCC三相复合试件，保证了一定面积大小的断裂韧带区面积，通过后续试验可以测试岩块表面与自密实混凝土交界面的Ⅰ型断裂性能，获得界面相的相关力学参数，为数值仿真模拟提供基础参数，进而提升对该类交界面变形断裂属性的认识。

另外，根据本发明上述实施例的测量岩块-自密实混凝土交界面I型断裂力学属性的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述岩块-界面-SCC三相复合试件由堆石混凝土筑坝粗骨料和自密实混凝土制备得到。

在本发明的一些实施例中，所述堆石混凝土筑坝粗骨料来自料场爆破所获得的块石，且保留了开采产生的自然断裂面。由此，能够保证断裂韧带区沿岩块和SCC的交界面分布，对试件进行后续的宏观断裂实验，获得界面相的相关力学参数。

任选的，自密实混凝土选自C15、C30和C45中的任一种。