基于分形理论分析裂缝形态对纤维/混凝土渗透性的影响

分形维数可以表征裂缝形态,能够用来分析混凝土裂缝断面的粗糙程度。裂缝形态对开裂混凝土的渗透性有重要影响,为研究这种影响,利用劈裂试验获得不同宽度的裂缝,使用不同的纤维种类,并设置多种纤维掺量,得到粗糙程度不同的裂缝断面,通过水渗透试验测量不同裂缝宽度时混凝土的渗透系数。采用激光扫描仪扫描裂缝断面并重构3D断面几何形态,采用立方体覆盖法计算断面分形维数。采用分形维数将实测裂缝宽度和有效裂缝宽度联系起来,联立达西定律和泊肃叶定律建立开裂混凝土渗透系数和分形维数的函数关系。结果表明:使用相同的网格划分法,分形维数随着纤维掺量的增加而增大;渗透系数随着纤维掺量的增加而减小;函数关系式中分形维数的指数绝对值和修正系数都随裂缝宽度增加而减小。