混凝土是一种在建筑工程中被广泛使用的多相准脆性的复合材料,研究其力学特性和断裂性能在实际工程中扮演极其重要的作用。而在大坝建设和运行过程中,已有“无坝不裂”的说法,因此混凝土开裂问题已成为一个非常重要的待解决问题,确定混凝土的真实断裂参数是进行混凝土结构开裂风险分析的重要判据。为更加精确地获得西南地区某大坝混凝土的真实断裂参数,采用了楔入劈拉法研究混凝土的断裂破坏过程。所谓不同因素条件是指,在不同水泥基(低热硅酸盐水泥或中热硅酸盐水泥)条件下,开展了不同试件尺寸、不同初始缝高比、不同最大骨料粒径混凝土的楔入劈拉试验,用不同的边界效应模型来拟合分析所测得的试验结果,并同时获得混凝土材料的断裂韧度与抗拉强度,验证模型的可用性和准确性。论文主要研究内容和结论如下:(1)首先通过开展不同类型混凝土的断裂性能试验,测得了混凝土在特定龄期的试验参数,并结合我国《水工混凝土断裂试验规程》(DL/T5332-2005)提供的双K断裂参数的计算方法,计算出不同尺寸、不同初始缝高比、不同最大骨料粒径及不同水泥基混凝土的断裂参数,系统地研究了试件尺寸、初始缝高比、粗骨料粒径、水泥基对混凝土断裂性能的影响。结果表明:不同尺寸湿筛低热混凝土试件的断裂破坏过程具有差异性;当湿筛低热混凝土试件韧带高度与骨料最大粒径的比值大于或等于7.5后,混凝土材料的断裂参数值趋于稳定值;相同试件尺寸条件下,不同初始缝高比的低热混凝土起裂断裂韧度是材料的固有参数,与初始缝高比无关;粗骨料对低热混凝土裂缝的扩展有抵抗作用,骨料粒径越大,混凝土的双K断裂韧度和断裂能越大;其它条件相同的情况下,长龄期低热水泥混凝土的断裂参数明显高于中热水泥混凝土。(2)验证了已有的三种边界效应模型的可用性和准确性。Hu-Guan边界效应模型为了获得更加真实的抗拉强度和断裂韧度,在原有Hu-Duan边界效应理论的基础上引入与骨料最大粒径相关参数,明确不同形式混凝土的破坏模式,探究了最大骨料粒径对混凝土破坏模式的影响。Koval-Gao边界效应模型通过引入能量释放率,与LEFM结合起来预测材料的真实断裂参数。结果表明:Hu-Duan边界效应模型拟合得到的拉伸强度和抗拉强度与试验值相差较大。Hu-Guan边界效应模型、Koval-Gao边界效应模型拟合得到的抗拉强度值分别与试验平均值相差4.85%、1.45%,误差都不超过10%,得到的抗拉强度可以作为混凝土真实断裂参数,解决了采用直接法和间接法所得试验值的差异性,满足工程实际要求。拟合得到的断裂韧度与双K断裂准则计算的失稳断裂韧度平均值分别相差4.76%、-11.90%,误差都不超15%,验证了这两种边界效应理论均适用于确定混凝土材料稳定真实的断裂韧度。通过分析比较,Hu-Guan边界效应模型用混凝土的骨料最大粒径和离散系数来描述虚拟裂缝扩展量,但唯一的离散系数有可能很难获得准确的断裂韧度和抗拉强度,而Koval-Gao边界效应模型只需将试验结果代入模型就能准确预测材料的断裂韧度和抗拉强度。