[发明专利]基于立方体劈裂试件同时预测混凝土抗拉强度和断裂韧度的方法

说明书

本发明公开了一种基于立方体劈裂试件同时预测混凝土抗拉强度和断裂韧度的方法，旨在解决现有技术中无法基于同一种立方体劈裂试件同时试验检测混凝土抗拉强度和断裂韧度的技术问题。其主要步骤有：按既定水灰比、最大骨料粒径dsubgt;max/subgt;以及骨料类型浇筑成型缝高比α的不同尺寸的立方体劈裂试件、静力加载试验方法加载并至试件被破坏得到峰值荷载Psubgt;max/subgt;、计算试件虚拟裂纹长度、名义应力σsubgt;n/subgt;、等效裂纹长度asubgt;e/subgt;、将计算得到的不同高度试件的σsubgt;n/subgt;和asubgt;e/subgt;带入进行回归分析，得到混凝土的抗拉强度与断裂韧度。本发明方法预测结果精度高，预测方法合理，测试成本低且简单实用，便于推广应用。

技术领域

本发明涉及混凝土性能检测技术领域，具体涉及一种基于立方体劈裂试件同时预测混凝土抗拉强度和断裂韧度的方法。

背景技术

混凝土依然是全世界应用最广泛的建筑工程材料。然而由于混凝土内部各向异性的结构特征，在施工过程中不可避免的存在裂纹损伤，从而对建筑、桥梁以及大坝等混凝土结构的安全运行构成了巨大威胁，因而受到工程设计及建设人员的高度关注。其中，抗拉强度f_t和断裂韧度K_ⅠC是评价混凝土特性的两个重要指标，其与混凝土的骨料组成有密切的关系。

混凝土是一种典型的准脆性材料，室内试验常通过带预制裂纹梁式试件的三点弯曲试件预测获得混凝土的抗拉强度f_t和断裂韧度K_ⅠC。

与梁式试件相比，立方体劈裂试件有很多优点，比如：①紧凑轻便；②容易浇筑，降低了失败的风险；③可以采用普通的混凝土试模浇筑；④可最大程度忽略重力的影响；⑤室内试验加载以及测试简单；⑥在现场可以很容易采用取芯的方式取到试件。因此，立方体劈裂试件在室内试验得到了广泛应用。

为采用立方体试件同时获得混凝土的抗拉强度f_t和断裂韧度K_ⅠC，目前室内试验方法需采用完整立方体劈裂试件以及中心预制裂纹立方体劈裂试件分别获得混凝土的抗拉强度和断裂韧度，造成了社会资源的极大浪费。如能仅采用一种立方体劈裂试件而同时获得抗拉强度f_t和断裂韧度K_ⅠC，如此就可以不必制作完整立方体劈裂试件，可极大的节省力、物力成本和时间成本，具有显著的经济效益和社会效益。

公开于以上背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于立方体劈裂试件同时预测混凝土抗拉强度和断裂韧度的方法，以解决现有技术中无法基于同一种立方体劈裂试件同时试验检测混凝土抗拉强度和断裂韧度的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种基于立方体劈裂试件同时预测混凝土抗拉强度和断裂韧度的方法，包括如下步骤：

(1)按既定的水灰比、最大骨料粒径d_max以及骨料类型，浇筑成型一定数量的缝高比均为α的不同尺寸h×b的立方体劈裂试件，且其中心预制长度为2a₀的裂纹，其中，h为试件高度，b为试件宽度；

(2)所浇筑成型的立方体劈裂试件养护到要求的龄期后，在立方体劈裂试件两端荷载处设置宽度为2t的加载平台，静力加载至试件被破坏，并记录每个试件的峰值荷载P_max；