【正文】 的結果為依據(jù)分析各種工況層面的影響及規(guī)律。 K=Kiniic 裂縫開始穩(wěn)定擴展 。因此 P’ 位置可以通過對子區(qū)的相關搜索來找出，具體做法是在變形后的散斑圖上取一系列位置不同的子區(qū) (大小與子區(qū) A 相等 )，逐個與 A 相關，計算相關系數(shù)。 數(shù)字散斑相關的基本原理 在數(shù)字散斑相關法中，用一束激光照明被測物體表面并拍攝物面變形前后的散斑圖像。 本文的主要研究工作 應用白光數(shù)字散斑法實驗研究碾壓混凝土試件Ⅰ型裂紋損傷及開裂過程，探索碾壓混凝土材 料的破壞機理，分析碾壓混凝土材料的斷裂規(guī)律 。為了獲得這些基本參數(shù)，有針對性地進行試驗，特別是對水泥骨料結合面的力學特性開展研究是必不可少的。進行細觀力學數(shù)值模擬試驗要以基本試 驗數(shù)據(jù) 為基礎，數(shù)值模擬的結果最終還要得到宏觀試驗結果的驗證。 混凝土細觀力學的試驗研究 隨著自動控制系統(tǒng)和電液伺服加載系統(tǒng)在結構試驗中的廣泛應用，從根本上改變 了試驗加載的技術，由過去的重力加載逐步改進為液壓加載，進而過渡到低周反復加載、擬動力加載以及地震模擬隨機振動臺加載等。砂漿和粗骨料接觸面處是混凝土內部的薄弱環(huán)節(jié)，正是這種接觸面導致混凝土具有較低的抗拉強度。有限元計算結果反映了一定體積內的平均效應，這個特征體積的平均應力和平均應變的關系成為宏觀的應力應變關系。由晶體結構及分子結構組成，可用電子顯微鏡觀察分析，是材料科學的研究對象； (2)細觀層次 (Mesolevel)。 另外，人們認識碾壓混凝土最重要的途徑就是通過混凝土的力學試 驗。鑒于用一般力學方法難以 分析裂縫的穩(wěn)定性，因而水科院結構所首次進行了混凝土斷裂韌度試驗，并用斷裂力學方法分析了閘墩裂縫的穩(wěn)定性。另一種看法是，產(chǎn)生尺寸效 應的原因是未考慮縫端微裂區(qū)和裂縫的亞臨界開展長度 。起初只是模仿研究金屬材料所采用的方法，但由于混凝土是由水泥、砂子、石子等經(jīng)過化學反應而生成的多相的復合材料，其內部結構很復雜，因而其破壞機理也很復雜，因此隨著研究工作的不斷深入，舍棄了不符合碾壓混凝土特點的一些基本假定、理論及試驗方法，采用了能反映碾壓混凝土本身特點的新假定、新理 論及新的試驗方法，從而逐漸形成了斷裂力學在非金屬方面的又一分支 — 混凝土斷裂力學。 （ 7） VC 值將會以倉面碾壓不陷碾為控制條件，新拌碾壓混凝土出機口 VC 值將會控制在 3～ 5 s 甚至更低的水平。 碾壓混凝土筑壩材料的發(fā)展趨勢 從 20 世紀 80 年代中期至 21 世紀，碾壓混凝土筑壩材料在我國經(jīng)歷了 20 多年的發(fā)展和進步，已日趨成熟和完善。由于上述材料技術的綜合應用，碾壓混凝土筑壩技術由南方向北方發(fā)展取得了成功，這是我國碾壓混凝土筑壩材料技術發(fā)展的又一大進步。這兩個工程碾壓混凝土材料研究中，充分繼承了普定工程的成熟技術，其配合比特點鮮明： （ 1）采用低水膠比，大摻量粉煤灰，大摻量引氣劑聯(lián)合摻用，研究提高碾壓混凝土耐久性，掌握其變化規(guī)律，總結了在高摻粉煤 灰情況下，如何才能有效提高碾壓混凝土的抗凍耐久性，并成功地將碾壓混凝土抗凍耐久性由 50 次或 100 次提高到 300 次。 5 s，從而提高了碾壓混凝土的和易性和可碾性；首次提出要充分利用人工砂中 mm以下的石粉，特別是 mm以 下與水泥細度相當?shù)牟糠?，作為碾壓混凝土的惰性混合材，以提高碾壓混凝土的可碾性、出漿率，從而提高其抗?jié)B性和層面結合性能；首次關注到碾壓混凝土自身收縮性能，希望能夠通過外摻 MgO 和提高水泥中的 MgO 含量，達到使碾壓混凝土自身體積變形呈微膨脹型，以補償部分溫降收縮，從而提高碾壓混凝土的抗裂能力，由于研究時間太短，該技術僅在壩體強約束區(qū)墊層混凝土中應用。碾壓混凝土筑壩技術一經(jīng)出現(xiàn)便很快引起我國大壩界的重視 , 并于 8 0 年代初進行了試驗和應用 , 目前我國已有福建坑口電站、龍門灘、大廣壩、觀音閣、棉花灘、五強溪、江埡、沙牌等碾壓混凝土壩 5 0 余座。 碾壓混凝土不設縱縫 , 少設橫縫 , 或者不設橫 縫 , 可以大面積施工作業(yè) , 加快了澆筑速度。 在拱壩的 誘導縫需進行灌漿，某工程研制出一套可進行重復灌漿的預制混凝土組合塊誘導縫造縫技術 ． 并在拱壩中推廣使用 。 混凝土強度完全滿足設計 R90l00 的要求 。 1983 年在 廈門機場工地進行了一次大型試驗。這在早齡期尤其顯著，而在晚齡期，小摻量粉煤灰混凝土的壓縮強度可能趕上不摻粉煤灰混凝土的壓縮強度，但大摻量時仍將低于不摻粉煤灰混凝土的壓 縮強度。 采取超量取代的方式摻人 I級粉煤灰，它從提高膠材用量和減少用水量兩個方面降低水膠比，一般說來，都將使混凝土力學性能提高，這與粉煤灰的超量取代系數(shù)有關。對于混凝土的拉伸強度和極限拉伸變形，它們與水泥漿體含量有著密切的關系。因此對碾壓混凝土的性能進行研究。size effect 。 承諾人 （鋼筆填寫） ： 魯帥 20xx 年 6 月 29 日 目 錄 摘要 ???????????????? ( I ) 1 緒論 ???????????????? ( 1 ) 概論 ???????????????? ( 1 ) 碾壓 混凝土在工程中的應用及其發(fā)展歷程 ???????????????? ( 1 ) 碾壓混凝土的力學性能 ???????????????? ( 9 ) 從細觀力學研究碾壓混凝土 ???????????????? (10 ) 本文的主要研究工作 ???????????????? (14 ) 2 碾壓混凝土試驗 ???????????????? (14 ) DSCM— 白光數(shù)字散斑相關方法 ???????????????? (14 ) 碾壓混凝土層面 I型斷裂破 壞的試驗研究 ???????????????? (15 ) 碾壓混凝土斷裂韌度尺寸效應公式的確定 ???????????????? (19 ) 碾壓混凝土層面斷裂及劈拉破壞 ???????????????? (22 ) 碾壓混凝土層面斷裂韌度楔入劈拉試驗 ???????????????? (31 ) 碾壓混凝土誘導縫等效強度試驗 ??????????????? (34 ) 本章小結 ??????????????? (40 ) 3 總結與展望 ??????? ???????? (42 ) 本文的工作總結 ??????????????? (42 ) 需要進一步解決的問題 ??????????????? (42 ) 致謝 ??????????????? (43 ) 參考文獻 ??????????????? (44 ) 附錄 A ??????????????? (46 ) 附錄 B ??????????????? (60 ) 西南交通大學 網(wǎng)絡教育 畢業(yè)設計 （ 論文 ） I 摘 要 碾壓混凝土是一種干貧混凝土，水的用量少，同時水泥用量約為普通混凝土的一半甚至更少，它采用碾 壓震動機械進行震動壓實。碾壓混凝土的優(yōu)點在于高比例的粉煤灰摻 量，使混凝土具有良好的可碾性，滿足了連續(xù)、快速、高強的施工要求 ，所以它工程上特別是大壩建設中應用比較廣泛，因此對其性質進行深入研究。 在碾壓混凝土 劈拉 試件中設置了各種不同尺寸的試件，并進行了 劈拉 實驗。通過對不同試件劈拉 結果的對比分析， 得到； 1）碾壓混凝土存 在尺寸效應， 其總體規(guī)律與普通混凝土是相同的。碾壓混凝土筑壩技術是 20 世紀 70 年代末 80 年代初國際上發(fā)展起來的一種新的筑壩技術，至今已有 30 年歷史，目前全世界已建成碾壓混凝土壩 323 座。 碾壓混凝 土施工方法是將土石方施工機械容量大、速度快、大面積作業(yè)的優(yōu)點和混凝土強度高。以固定膠材用量的方式摻人 I級粉煤灰，它的減水作用體現(xiàn)在降低水膠比上。用粉煤灰取代砂 ，可提高混凝土的力學性能。以 Ⅲ 級粉煤灰和等外粉煤灰取代砂，或者采用超量取代方式摻人 Ⅲ 級粉煤灰，由于它將使混凝土用水量增加，因而都不能有效地提高 混凝土的力學性能。 我國對碾壓混凝土筑壩技術的研究和運用雖然起步較晚但發(fā)展速度比較快。 變態(tài)混凝土為我國所獨創(chuàng)，其性態(tài)由硬性混凝土變成低坍落度 (1～ 2cm)常態(tài)混凝土 。在施工中主要是采用適當大的澆筑面積和不間歇地連續(xù)澆筑上升施工， 達到加快筑壩速度和 縮短工期的目的。高摻粉煤灰 , 低水泥用量 , 中膠凝材料用量的混凝土 , 由于混凝土的膠凝材料相對較少 , 如若施工中質量控制不嚴或措施不當 , 則容易在縫面產(chǎn)生滲漏通道。該工程 筑壩技術及配合比參數(shù)選擇代表了我國剛引進碾壓混凝土筑壩技術時的材料配合比水平。在三級配碾壓混凝土配合比中，除適當放大水膠比，降低用水量，減少膠材用量，適當提高摻和料比例之外，其他要求和迎水面二級配混凝土一樣。 這有賴于外加劑技術的不斷進步，減水率的不斷提高，可以在保持用水量不變、膠凝材料總量不變的條件下，充分降低 VC 值，直至倉面不陷碾。這些工程有的已施工完成，有的正在施工，已取得部分成果。 西南交通大學 網(wǎng)絡教育 畢業(yè)設計 （ 論文 ） 8 （ 2）成功應用變態(tài)混凝土之后，將會進一步研究提高碾壓混凝土級配，在可能的條件下將會 研究采用三級配變態(tài)混凝土代替二級配變態(tài)混凝土作為迎水面防滲層。 （ 10）進一步加深石粉對碾壓混凝土性能影響的研究。由于線彈性斷裂力學發(fā)展得比較成熟，碾壓混凝土斷裂韌度是混凝土斷裂力學的基礎，因而國外早先的研究工作主要是測定碾壓混凝土線彈性斷裂韌度kic 或臨界能量釋放率 Gic 。為了深入研究混凝土斷裂韌度 kic 的影響因素，國內外學者分別探討了混凝土配合比、齡期、骨料西南交通大學 網(wǎng)絡教育 畢業(yè)設計 （ 論文 ） 10 種類、尺寸、強度等因素對 kic 的影響。 近代碾壓混凝土研究表明，碾壓混凝土宏觀力學性能和內部裂隙發(fā)展緊密關聯(lián)，但由于碾壓混凝土結構異常復雜，內部裂隙觀測困難，很難 定量地建立細觀裂隙和碾壓混凝土宏觀力學性能的關系。這就使得有時的試驗結果不能反映試樣的材料特性，而只能是整個試樣 — 加載系統(tǒng)的結構特性。砂漿中的孔隙很小而量多，且隨機分布，水泥砂漿力學性能可以看作細觀均質損傷體。強 度理論也從最簡單的最大拉應力理論、最大拉應變理論，發(fā)展到單剪應力系列、八面體剪應力系列、雙剪應力系列，直至現(xiàn)在的統(tǒng)一強度理論。不均勻性是混凝土材料的最本質的特點，微裂縫是決定其性能的主導因素。與計算機聯(lián)機的擬動力伺服加載系統(tǒng)可以在靜力狀態(tài)下量測結構的動力反應。宋玉普介紹了全級配混凝土試件進行的系列試驗，研究了全級配混凝土試件單軸抗拉、抗壓、 劈拉 抗拉和抗折的強度及變形等特性，對試件的破壞形態(tài)及裂紋傳播路徑等進行了統(tǒng)計處理。另外，特別值得注意的是，具有初始靜載試驗的極限彎拉強度并不小于動態(tài)彎拉強度，不同初始靜載對極限彎拉強度未見有不利的影響。 3）討論碾壓混凝土材料的損傷問題。由于散斑分布的隨機性，散斑場上每一點周圍的一個小區(qū)域內的斑點分布與其它點是不一樣的，我們通常將這樣的小區(qū)域稱為子區(qū) (或是子集，采樣窗口 )。 碾壓混凝土層面 I 型斷裂破壞的試驗研究 自 Kaplan 于 1961 年將線彈性斷裂力學應用于混凝土以來，混凝土斷裂力學已經(jīng)走過了幾十年的發(fā)展歷程。 KKunic 裂縫處于失穩(wěn)擴展階段 我國水工混凝土斷裂試驗規(guī)程即采用這個理論研究混凝土的斷裂問題，其中對混凝西南交通大學 網(wǎng)絡教育 畢業(yè)設計 （ 論文 ） 16 土失穩(wěn)韌度的計算即采用了其中的觀點。將線彈性斷裂力學、虛擬裂縫模型及混凝土應變軟化曲線相結合，得到混凝土起裂斷裂韌度 Kiniic 和失穩(wěn)斷裂韌度 Kunic 的計算公式。 由式（ 29）可得到 02m a x0 ])(1)[ hPt E C M O DhhathCc?????（ （ 211） 將試驗得到的最大荷載 maxvp 及對應的裂縫口臨界張開位移 CCMOD ,還有求得的混凝土的彈性模量 E 代入式（ 211）中，可得到臨界裂縫長度 ca 。 混凝土結構尺寸效應理論研究現(xiàn)狀 早在 1939 年 Webiull 就在試驗和理論分析的基礎上提出了著名的脆性破壞統(tǒng)計理論，解釋了脆性材料的拉斷強度依賴于尺寸而變化的現(xiàn)象。 碾壓混凝土斷裂韌度尺寸效應公式的確定 碾壓混凝土作為混凝土的一個種類，雖然在施工工藝上與普通混凝土有區(qū)別，但前面研究表明碾壓混凝土斷裂韌度尺寸效應規(guī)律與普通混凝土斷裂韌度尺寸效應規(guī)律總體是相同的。斷裂韌性 IcK 一般隨材料厚度 B 的增加而下降。由于層面很薄導致裂紋最初雖然在層面上但后期極有可能擴展到碾壓混凝土內部，西南交通大學 網(wǎng)絡教育 畢業(yè)設計 （ 論文 ）