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混凝土作为土木工程的重要材料,其重要性毋庸赘述,而其固有的先天缺陷也不容回避。于是,众多的研究者致力于混凝土断裂力学的研究,时至今日已取得累累硕果。但这些研究绝大部分致力于单调加载静态断裂的研究,对时变断裂的研究却寥寥无几。然而,服役中的许多混凝土结构毫无疑问地处于长期荷载作用之下,在较短的时间内,许多结构是可靠的,但是在长期荷载作用下,混凝土可能会断裂。本文通过试验的方法,对相关标准建议的三点弯曲梁试件施加长期恒定的荷载,探索其时变断裂的规律及机理,期望在理论上有所推进,对工程实践有所指导。1.本文所用试件尺寸为S×D×B=400mm×100mm×100mm,初始缝高比a0/D=0.4。为与单调加载静态断裂的研究成果比较,实测单调加载静态断裂时的最大荷载Pmax、临界裂缝口张开位移CMODc,计算临界等效裂缝长度ac和失稳韧度Klcun。2.时变断裂研究分别以P(t)=0.7Pmax、0.8Pmax、0.85Pmax和0.9Pmax的荷载水平对不同试件进行加载。采用夹式引伸计监测时变临界裂缝口张开位移CMOD(t)和时变跨中挠度;采用电阻应变片监测裂缝扩展长度。3.根据CMOD(t)的监测数据,用origin9.0绘图软件绘制CMOD(t)曲线及其关于荷载持续时间t的一阶导函数CMOR(t)曲线和二阶导函数CMOR‘(t)曲线。单调加载静态断裂失稳的物理意义为CMOD开始持续加速扩展,根据这一特征,确定试件时变失稳断裂的临界时刻tc并结合CMOD(t)的监测数据的采集时间,确定时变临界裂缝口张开位移CMODc(t)。4.弹性模量E的确定。采用压力试验机对与试件同批制作的立方体试块加压,测定立方体抗压强度fcu。分别带入我国、CEB-FIPMC90、ACI318-77和俄罗斯的经验公式,计算弹性模量,取四种经验公式计算值的平均值。5.由已知的CMODc(t)、长期荷载P(t)和弹性模量E代入现有公式计算时变临界等效裂缝长度ac(t),将该计算值记作ac(t)计;将ac(t)计和长期荷载P(t)代入现有公式计算时变失稳韧度Klcun(t),将该计算值记作Klcun(t)计。6.采用应变片监测时变临界等效裂缝长度ac(t),将这一监测值记作ac(t)监。由于每两排应变片的敏感栅之间存在一定的间距,因而应变片只能监测到裂缝长度的一个范围。根据已知的数据,进行回归分析,得到等效时变裂缝长度a(t)与监测时间t的关系,将已经确定的临界时刻tc代入a(t)-t的关系式,准确地计算ac(t)监的值。将ac(t)监、长期荷载P(t)代入现有公式计算时变失稳韧度Klcun(t),将该计算值记作Klcun(t),监。7.将时变断裂的参量ac(t)计和ac(t)监和与单调加载静态断裂的参量ac比较分析,将时变断裂的参量Klcun(t)计和Klcun(t)监 与单调加载静态断裂的参量Klcun,比较分析,并得到时变断参量与荷载P(t)的关系式。8.分析单调加载静态断裂公式在时变断裂问题上的应用。对不能直接应用于时变断裂的公式的个别参量进行调整,保持公式形式不变,以使得时变断裂试验与单调加载静态断裂试验监测的主要参量不变,监测技术和手段简便易行。