混凝土立方体与圆柱体劈裂抗拉强度尺寸效应研究

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发布时间：2021-09-18

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混凝土立方体与圆柱体劈裂抗拉强度尺寸效应研究
周红a,b v车轶日lb。陈庚。宋玉普a,b
(大连理工大学a．海岸和近海工程国家重点实验室；b．建设工程学部，辽宁大连1 16023)
摘要：进行了尺寸为150inln至750into的立方体和尺寸为150mm至550nlln的圆柱体试件劈裂抗拉试验，试验中保持垫条宽度与
试件尺寸比值不变以消除垫条宽度对不同尺寸试件试验结果产生的影响差异。建立了基于Weibull统计强度理论的混凝土劈裂抗拉强度
尺寸效应计算公式，并讨论了骨料粒径对尺寸效应的影响。研究表明：该公式与试验数据吻合良好，能较好地预测不同尺寸普通混凝土试
件的劈裂抗拉强度，最大骨料粒径为150nnTl的全集配混凝士的劈裂抗拉强度比普通混凝土表现出更明显的尺寸效应。
关键词：混凝土；劈裂抗拉强度；尺寸效应
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2010)o8—0013—03
Size efect on tensile splitting strength of concrete cubes and cylinders
ZHOUHong。，CHE ‘一，CHEN Geng ，SONG Yu-pu ，
(a．The State Key Laboratory ofCoastal＆Ofshore Engineering；
b．FacultyofInfrastructureEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian116023，China)
Abstract： Tensile splitting tests on cubic specimens with sizes ranging from 150 mlTl to 750 into and cylindrical specimens with sizes ranging
from 150 mm to 550 mm were conducted．and the efect ofwidth ofbearing strips on tensile spliting strength ofspecimens were normalized by
keeping the ratios of strip width to specimen size constant．The size efect equation on concrete tensile spliting strength based on Weibull statisti—
cal strength theory was developed，an d the influence ofaggregate size on size efect was investigated．It is shown that the presented equation agrees
well with test data and predicts the tensile strength of specimens with diferent sizes with a good accuracy．Full mix concrete with maximum aggre—
gate size of 150／／lnl shows more noticeable size efect on tensile spliting strength than ordinary concrete．
Key words： concrete；tensile spliting strength；size efect
0 引言
混凝土属于准脆性材料，强度尺寸效应是这类材料的固有
特性。尺寸效应的存在意味着由试验确定的混凝土强度不再
是材料的性质，而是依赖于结构几何尺寸的参数。因此研究混
凝土强度尺寸效应规律对于计算混凝土结构的力学性能至关
重要。
抗拉强度是混凝土的基本力学参数之一，是判断结构开裂、
发生脆性破坏(如剪切破坏)的重要指标。由于采用直接拉伸试
验较困难，试验数据离散性较大，因此大多采用劈裂抗拉试验
间接测定混凝土的抗拉强度。国内外学者对混凝土的劈裂抗拉
强度尺寸效应进行了大量的试验和理论研究，但仍存在一些
问题。一方面是已有的试验研究大多集中在试件尺寸为50 mnl
至250 mlTl范围内的小尺寸试件，试件尺寸的变化范围小，因而
不能全面地反映尺寸效应规律；另一方面，不同研究者采用的
劈裂试验试件形式各异、试验边界条件(如垫条形式、宽度等)
各异，造成不同研究者之间的试验数据对比相对困难。
本实验进行了尺寸为150 inrn至750 InlTl的立方体和尺寸
为150mln至550ITITI的圆柱体试件的劈裂抗拉试验，试验中采
取了一些措施消除垫条宽度对试验结果的影响差异。结合本试
验结果与收集的试验数据对混凝土劈裂抗拉强度的尺寸效应规
律，以及大骨料粒径对尺寸效应规律的影响进行了有益的探讨。
1 混凝土劈裂抗拉试验
1．1 试件形式和尺寸
各国普遍采用150 mlTl立方体或咖150 mmx300 mm的圆
柱体试件作为标准试件进行劈裂抗拉强度试验，我国一般采用
150 mm立方体作为标准试件，特殊情况下采用圆柱体试件。
本试验分别采用了立方体和圆柱体试件进行劈裂抗拉试验，立方
体试件的边长分别为150、250、350、450、550、750 toni，圆柱体试
件尺寸分别为~t50 mmx300 mm、+250 mmx500 mm、f350 innlx
700mm、~450mmx900mm和4,550mmx1 100i／lln。每种尺寸制作
3个试件，劈拉抗拉试件总数33个，~tAt-还制作了一组150nⅡn立
方体试块，用来测定混凝土立方体标