【正文】 的結(jié)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(kuò)展 。因此 P’ 位置可以通過對(duì)子區(qū)的相關(guān)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(gè)與 A 相關(guān)，計(jì)算相關(guān)系數(shù)。 數(shù)字散斑相關(guān)的基本原理 在數(shù)字散斑相關(guān)法中，用一束激光照明被測(cè)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(yīng)用白光數(shù)字散斑法實(shí)驗(yàn)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(jī)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(duì)性地進(jìn)行試驗(yàn)，特別是對(duì)水泥骨料結(jié)合面的力學(xué)特性開展研究是必不可少的。進(jìn)行細(xì)觀力學(xué)數(shù)值模擬試驗(yàn)要以基本試 驗(yàn)數(shù)據(jù) 為基礎(chǔ)，數(shù)值模擬的結(jié)果最終還要得到宏觀試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證。 混凝土細(xì)觀力學(xué)的試驗(yàn)研究 隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)和電液伺服加載系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中的廣泛應(yīng)用，從根本上改變 了試驗(yàn)加載的技術(shù)，由過去的重力加載逐步改進(jìn)為液壓加載，進(jìn)而過渡到低周反復(fù)加載、擬動(dòng)力加載以及地震模擬隨機(jī)振動(dòng)臺(tái)加載等。砂漿和粗骨料接觸面處是混凝土內(nèi)部的薄弱環(huán)節(jié)，正是這種接觸面導(dǎo)致混凝土具有較低的抗拉強(qiáng)度。有限元計(jì)算結(jié)果反映了一定體積內(nèi)的平均效應(yīng)，這個(gè)特征體積的平均應(yīng)力和平均應(yīng)變的關(guān)系成為宏觀的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。由晶體結(jié)構(gòu)及分子結(jié)構(gòu)組成，可用電子顯微鏡觀察分析，是材料科學(xué)的研究對(duì)象； (2)細(xì)觀層次 (Mesolevel)。 另外，人們認(rèn)識(shí)碾壓混凝土最重要的途徑就是通過混凝土的力學(xué)試 驗(yàn)。鑒于用一般力學(xué)方法難以 分析裂縫的穩(wěn)定性，因而水科院結(jié)構(gòu)所首次進(jìn)行了混凝土斷裂韌度試驗(yàn)，并用斷裂力學(xué)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(yīng)的原因是未考慮縫端微裂區(qū)和裂縫的亞臨界開展長(zhǎng)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(xué)反應(yīng)而生成的多相的復(fù)合材料，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，因而其破壞機(jī)理也很復(fù)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(diǎn)的一些基本假定、理論及試驗(yàn)方法，采用了能反映碾壓混凝土本身特點(diǎn)的新假定、新理 論及新的試驗(yàn)方法，從而逐漸形成了斷裂力學(xué)在非金屬方面的又一分支 — 混凝土斷裂力學(xué)。 （ 7） VC 值將會(huì)以倉面碾壓不陷碾為控制條件，新拌碾壓混凝土出機(jī)口 VC 值將會(huì)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(shì) 從 20 世紀(jì) 80 年代中期至 21 世紀(jì)，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(jìn)步，已日趨成熟和完善。由于上述材料技術(shù)的綜合應(yīng)用，碾壓混凝土筑壩技術(shù)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(shù)發(fā)展的又一大進(jìn)步。這兩個(gè)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(shù)，其配合比特點(diǎn)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(jié)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(xì)度相當(dāng)?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(jié)合性能；首次關(guān)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(dá)到使碾壓混凝土自身體積變形呈微膨脹型，以補(bǔ)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(shí)間太短，該技術(shù)僅在壩體強(qiáng)約束區(qū)墊層混凝土中應(yīng)用。碾壓混凝土筑壩技術(shù)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(jìn)行了試驗(yàn)和應(yīng)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(qiáng)溪、江埡、沙牌等碾壓混凝土壩 5 0 余座。 碾壓混凝土不設(shè)縱縫 , 少設(shè)橫縫 , 或者不設(shè)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(dǎo)縫需進(jìn)行灌漿，某工程研制出一套可進(jìn)行重復(fù)灌漿的預(yù)制混凝土組合塊誘導(dǎo)縫造縫技術(shù) ． 并在拱壩中推廣使用 。 混凝土強(qiáng)度完全滿足設(shè)計(jì) R90l00 的要求 。 1983 年在 廈門機(jī)場(chǎng)工地進(jìn)行了一次大型試驗(yàn)。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(qiáng)度可能趕上不摻粉煤灰混凝土的壓縮強(qiáng)度，但大摻量時(shí)仍將低于不摻粉煤灰混凝土的壓 縮強(qiáng)度。 采取超量取代的方式摻人 I級(jí)粉煤灰，它從提高膠材用量和減少用水量?jī)蓚€(gè)方面降低水膠比，一般說來，都將使混凝土力學(xué)性能提高，這與粉煤灰的超量取代系數(shù)有關(guān)。對(duì)于混凝土的拉伸強(qiáng)度和極限拉伸變形，它們與水泥漿體含量有著密切的關(guān)系。因此對(duì)碾壓混凝土的性能進(jìn)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(yīng)用及其發(fā)展歷程 ???????????????? ( 1 ) 碾壓混凝土的力學(xué)性能 ???????????????? ( 9 ) 從細(xì)觀力學(xué)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(yàn) ???????????????? (14 ) DSCM— 白光數(shù)字散斑相關(guān)方法 ???????????????? (14 ) 碾壓混凝土層面 I型斷裂破 壞的試驗(yàn)研究 ???????????????? (15 ) 碾壓混凝土斷裂韌度尺寸效應(yīng)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(yàn) ???????????????? (31 ) 碾壓混凝土誘導(dǎo)縫等效強(qiáng)度試驗(yàn) ??????????????? (34 ) 本章小結(jié) ??????????????? (40 ) 3 總結(jié)與展望 ??????? ???????? (42 ) 本文的工作總結(jié) ??????????????? (42 ) 需要進(jìn)一步解決的問題 ??????????????? (42 ) 致謝 ??????????????? (43 ) 參考文獻(xiàn) ??????????????? (44 ) 附錄 A ??????????????? (46 ) 附錄 B ??????????????? (60 ) 西南交通大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)教育 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 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(shí)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(dòng)機(jī)械進(jìn)行震動(dòng)壓實(shí)。碾壓混凝土的優(yōu)點(diǎn)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(qiáng)的施工要求 ，所以它工程上特別是大壩建設(shè)中應(yīng)用比較廣泛，因此對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行深入研究。 在碾壓混凝土 劈拉 試件中設(shè)置了各種不同尺寸的試件，并進(jìn)行了 劈拉 實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)不同試件劈拉 結(jié)果的對(duì)比分析， 得到； 1）碾壓混凝土存 在尺寸效應(yīng)， 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(shù)是 20 世紀(jì) 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(shù)，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(jī)械容量大、速度快、大面積作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)和混凝土強(qiáng)度高。以固定膠材用量的方式摻人 I級(jí)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(xué)性能。以 Ⅲ 級(jí)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(jí)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(xué)性能。 我國對(duì)碾壓混凝土筑壩技術(shù)的研究和運(yùn)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(dú)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(dāng)大的澆筑面積和不間歇地連續(xù)澆筑上升施工， 達(dá)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(duì)較少 , 如若施工中質(zhì)量控制不嚴(yán)或措施不當(dāng) , 則容易在縫面產(chǎn)生滲漏通道。該工程 筑壩技術(shù)及配合比參數(shù)選擇代表了我國剛引進(jìn)碾壓混凝土筑壩技術(shù)時(shí)的材料配合比水平。在三級(jí)配碾壓混凝土配合比中，除適當(dāng)放大水膠比，降低用水量，減少膠材用量，適當(dāng)提高摻和料比例之外，其他要求和迎水面二級(jí)配混凝土一樣。 這有賴于外加劑技術(shù)的不斷進(jìn)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(xué) 網(wǎng)絡(luò)教育 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 8 （ 2）成功應(yīng)用變態(tài)混凝土之后，將會(huì)進(jìn)一步研究提高碾壓混凝土級(jí)配，在可能的條件下將會(huì) 研究采用三級(jí)配變態(tài)混凝土代替二級(jí)配變態(tài)混凝土作為迎水面防滲層。 （ 10）進(jìn)一步加深石粉對(duì)碾壓混凝土性能影響的研究。由于線彈性斷裂力學(xué)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(xué)的基礎(chǔ)，因而國外早先的研究工作主要是測(cè)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(nèi)外學(xué)者分別探討了混凝土配合比、齡期、骨料西南交通大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)教育 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 10 種類、尺寸、強(qiáng)度等因素對(duì) kic 的影響。 近代碾壓混凝土研究表明，碾壓混凝土宏觀力學(xué)性能和內(nèi)部裂隙發(fā)展緊密關(guān)聯(lián)，但由于碾壓混凝土結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，內(nèi)部裂隙觀測(cè)困難，很難 定量地建立細(xì)觀裂隙和碾壓混凝土宏觀力學(xué)性能的關(guān)系。這就使得有時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果不能反映試樣的材料特性，而只能是整個(gè)試樣 — 加載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特性。砂漿中的孔隙很小而量多，且隨機(jī)分布，水泥砂漿力學(xué)性能可以看作細(xì)觀均質(zhì)損傷體。強(qiáng) 度理論也從最簡(jiǎn)單的最大拉應(yīng)力理論、最大拉應(yīng)變理論，發(fā)展到單剪應(yīng)力系列、八面體剪應(yīng)力系列、雙剪應(yīng)力系列，直至現(xiàn)在的統(tǒng)一強(qiáng)度理論。不均勻性是混凝土材料的最本質(zhì)的特點(diǎn)，微裂縫是決定其性能的主導(dǎo)因素。與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)的擬動(dòng)力伺服加載系統(tǒng)可以在靜力狀態(tài)下量測(cè)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)。宋玉普介紹了全級(jí)配混凝土試件進(jìn)行的系列試驗(yàn)，研究了全級(jí)配混凝土試件單軸抗拉、抗壓、 劈拉 抗拉和抗折的強(qiáng)度及變形等特性，對(duì)試件的破壞形態(tài)及裂紋傳播路徑等進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)處理。另外，特別值得注意的是，具有初始靜載試驗(yàn)的極限彎拉強(qiáng)度并不小于動(dòng)態(tài)彎拉強(qiáng)度，不同初始靜載對(duì)極限彎拉強(qiáng)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(jī)性，散斑場(chǎng)上每一點(diǎn)周圍的一個(gè)小區(qū)域內(nèi)的斑點(diǎn)分布與其它點(diǎn)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(yàn)研究 自 Kaplan 于 1961 年將線彈性斷裂力學(xué)應(yīng)用于混凝土以來，混凝土斷裂力學(xué)已經(jīng)走過了幾十年的發(fā)展歷程。 KKunic 裂縫處于失穩(wěn)擴(kuò)展階段 我國水工混凝土斷裂試驗(yàn)規(guī)程即采用這個(gè)理論研究混凝土的斷裂問題，其中對(duì)混凝西南交通大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)教育 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 16 土失穩(wěn)韌度的計(jì)算即采用了其中的觀點(diǎn)。將線彈性斷裂力學(xué)、虛擬裂縫模型及混凝土應(yīng)變軟化曲線相結(jié)合，得到混凝土起裂斷裂韌度 Kiniic 和失穩(wěn)斷裂韌度 Kunic 的計(jì)算公式。 由式（ 29）可得到 02m a x0 ])(1)[ hPt E C M O DhhathCc?????（ （ 211） 將試驗(yàn)得到的最大荷載 maxvp 及對(duì)應(yīng)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(zhǎng)度 ca 。 混凝土結(jié)構(gòu)尺寸效應(yīng)理論研究現(xiàn)狀 早在 1939 年 Webiull 就在試驗(yàn)和理論分析的基礎(chǔ)上提出了著名的脆性破壞統(tǒng)計(jì)理論，解釋了脆性材料的拉斷強(qiáng)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(yīng)公式的確定 碾壓混凝土作為混凝土的一個(gè)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(yīng)規(guī)律與普通混凝土斷裂韌度尺寸效應(yīng)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(dǎo)致裂紋最初雖然在層面上但后期極有可能擴(kuò)展到碾壓混凝土內(nèi)部，西南交通大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)教育 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ）