1.一种混凝土材料强度与断裂韧度兼容性调控模型的构建方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)基于给定的混凝土配合比w/c,选定对应标号的水泥和至少三种以上骨料筛分曲线的骨料,浇筑成型一定数量尺寸相同的混凝土试件;
(2)测定各个混凝土试件的峰值荷载Pmax,当峰值荷载Pmax相对误差大于15%时,该组试验结果无效,应重新浇筑混凝土试件,直至相对误差≤15%时,进行下一步;
(3)由各个混凝土试件的峰值荷载Pmax计算其名义强度σN,从而达到混凝土材料的名义强度σN基本不变的目的;
(4)对于各种骨料筛分曲线的最大骨料粒径dmax,i,由Fuller&Thompson公式计算其代表粒径da,i;
(5)按下式①或②计算da,i所对应的每个混凝土试件的断裂韧度KIC,i;
对于三点弯曲试件,
对于楔入劈拉,
其中,W为试件高度;W1=W‑a0‑Δafic;W2=W+a0+Δafic;α为缝高比;a0为初始裂缝长度;
Pmax为各混凝土试件的实测峰值荷载;ae为几何参数;Δafic为试件的虚拟裂缝扩展量,Δafic=da,i;
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(6)由步骤(4)、(5)所得的(da,i,KIC,i),i≥3,建立y=ax+bx+cx+d的断裂韧度KIC,i与骨料筛分曲线的代表粒径da,i的定量关系曲线方程;其中,a、b、c、d为回归系数,x表示骨料筛分曲线的代表粒径,y代表断裂韧度。
2.根据权利要求1所述的混凝土材料强度与断裂韧度兼容性调控模型的构建方法,其特征在于,在所述步骤(1)中,所述混凝土试件为高度W、初始裂缝长度a0、试件厚度B、试件跨度S的三点弯曲试件,高度W取值50mm~400mm,缝高比α取值0.1~0.6;或为高度W、初始裂缝长度a0、试件厚度B的楔入劈拉试件,高度W取值200mm~2250mm,缝高比α范围0.1~0.7。
3.根据权利要求1所述的混凝土材料强度与断裂韧度兼容性调控模型的构建方法,其特征在于,在所述步骤(3)中,名义强度σN由下式③或④计算:对于三点弯曲试件:
对于楔入劈拉试件:
其中,Pmax为实测各混凝土试件峰值荷载;W为试件高度;B为试件厚度;S为试件跨度。
4.根据权利要求1所述的混凝土材料强度与断裂韧度兼容性调控模型的构建方法,其特征在于,在所述步骤(5)中,式①中的几何参数ae,由下式计算:其中,α为缝高比;a0为初始裂缝长度;Y(α)为几何影响参数,且:当S/W=2.5时
当S/W=4时
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当S/W=8时Y(α)=1.106‑1.552α+7.71α‑13.53α+14.23α;
若S/W=2.5~4或S/W=4~8,采用内插法计算Y(α);
若S/W<2.5或S/W>8,采用外插法计算Y(α)。
5.根据权利要求1所述的混凝土材料强度与断裂韧度兼容性调控模型的构建方法,其特征在于,在所述步骤(5)中,式②中的几何参数ae由下式计算:其中,α为各试件的缝高比;a0为初始裂缝长度;Y(α)为几何影响参数,且
6.一种混凝土材料强度与断裂韧度兼容性调控方法,包括如下步骤:(1)给定需要预计达到或者设定控制的混凝土的KIC,P具体值;
(2)由权利要求1所建立的断裂韧度KIC,i与骨料筛分曲线的代表粒径da,i的定量关系曲
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线y=ax+bx+cx+d确定出对应的da,p;
(3)基于对应的da,p来调整骨料级配曲线,从而实现混凝土强度不变条件下的断裂特性的调整。