基于环约束试验的混凝土早期开裂行为评价

采用2种外径相同、厚度不同的钢环,对C30,C50,C80这3个强度等级的混凝土进行了早期钢环约束试验,完整记录了从混凝土浇注开始直至贯穿性裂缝形成过程中钢环内侧不同位置处环向应变的发展,并对试验结果进行了详细分析.结果表明:钢环内表面环向应变的发展与混凝土收缩的发展趋势相同;对钢环内侧环向应变的实时跟踪,可检测混凝土收缩发展规律及可靠的开裂时刻;在所测试的2种厚度钢环中,厚度越小,测试灵敏度越高;相同厚度的钢环,在钢环中部测得的应变最大,底部次之,顶部最小;混凝土强度等级越高,钢环内表面环向压应变越大,混凝土开裂风险越大.

考虑径向湿度梯度约束环形试验开裂过程研究

对于实际工程中的平板式混凝土结构,例如混凝土路面、桥面板等,收缩裂缝随处可见。针对美国试验材料学会(ASTM)推荐的约束环形试验,采用试验与数值相结合的方法研究了考虑径向湿度梯度混凝土环的开裂过程。通过引入虚拟温度场模拟混凝土的收缩过程,结合虚拟裂缝模型和基于起裂韧度的裂缝扩展准则研究了混凝土环裂缝起裂与扩展全过程,并且定量分析了裂缝扩展过程中钢环约束与自身约束的关系。根据试验与数值结果可知,考虑径向湿度梯度的影响,混凝土环截面最大拉应力始终出现在试件外环即干燥面处,试件开裂时裂缝从外侧起裂并且由外侧向内侧扩展。由于裂缝失稳,起裂当天可以观察到,裂缝贯穿整个截面。构件失稳破坏的标志是钢环压应变出现滞回。驱动试件开裂的约束作用中,钢环约束占主要作用,裂缝扩展过程中钢环约束作用不断增强。