混凝土作为一种准脆性材料,其断裂参数存在明显的尺寸效应。由于尺寸效应的存在,混凝土断裂能并不是一个常数。真实反映混凝土的实际断裂能,不仅对研究混凝土材料本身具有重要意义,并且对混凝土结构设计具有重要的指导作用。本文基于国际材料与结构研究实验联合会(International union of laboratories and experts in construction materials,systems and structures,RILEM)推荐的混凝土单边切口梁(Single-edge notched beam,SENB)三点弯曲加载试验,对156根不同尺寸、跨高比、以及缝高比的高强混凝土单边切口梁断裂能开展了试验研究,深入分析钢纤维对混凝土断裂能及尺寸效应的影响机制。主要创新性成果如下:(1)基于高强钢纤维混凝土(Steel fiber reinforced high strength concrete,SFRHSC)基本力学性能试验,研究结果表明:当钢纤维掺量为2%时,高强钢纤维混凝土的抗压强度相较于基准混凝土强度提高了 27.8%,劈裂抗拉强度相对于基准混凝土强度提高171.8%;当钢纤维掺量为3%时,钢纤维对高强混凝土抗压强度以及劈裂抗拉强度的增益效果稍有减弱,但相对于基准混凝土抗压强度提升25.3%,劈裂抗拉强度提升123.5%。(2)边界效应模型(Boundary effect model,BEM)和尺寸效应定律(Size effect law,SEL)的试验结果均表明,钢纤维对测试断裂能Gf、不受尺寸影响的断裂能GF、初始断裂能G’f和断裂韧度KIC影响较大,钢纤维的加入显著提高了高强混凝土的断裂能以及断裂韧度。(3)局部断裂能gf在边界区域的变化是RILEM试验中断裂能受尺寸效应影响的根本原因。基于局部断裂能gf的双线性分布模型,通过建立了试验测试断裂能Gf、局部断裂能gf及材料不受尺寸影响的断裂能GF的相互关系,可根据试验测试的断裂能Gf分析得到不受尺寸影响的断裂能Gf。(4)在尺寸效应定律中,随着钢纤维掺量的增加,高强混凝土的断裂行为逐渐靠近强度准则。由此可知,钢纤维在一定程度上能够降低混凝土的尺寸效应。