单块石粒径对自密实混凝土断裂性能的影响研究

块石是堆石混凝土的重要组成成分,其粒径对自密实混凝土的断裂破坏具有显著影响。为研究块石粒径对自密实混凝土断裂性能的影响,对预埋不同粒径(20、25、30和35 mm)单块石的自密实混凝土进行了断裂韧性试验,并结合声发射(Acoustic Emission,AE)和数字图像相关技术(Digital Image Correlation,DIC)对试件断裂破坏过程进行动态监测,对比分析了块石粒径对自密实混凝土断裂性能的影响。研究结果表明:随块石粒径的增大,自密实混凝土起裂韧度呈现出先增大后减小的趋势,失稳韧度呈现出逐渐增大的趋势,与无块石试件相比,当块石粒径为30 mm时,起裂韧度、失稳韧度分别增大了10.8%、12.5%,块石阻裂效果明显;随块石粒径的增大,试件破坏产生的AE信号逐渐增多,峰值荷载处产生的AE振铃计数分别为无块石试件的39%、47%、63%、68%,峰后累计AE振铃计数分别为无块石试件的130%、140%、148%、164%;DIC结果显示,随块石粒径的增大,DIC测试区内最大水平位移逐渐增大,当块石粒径为35 mm时,最大水平位移为无块石试件的4倍;断裂过程区(Fracture Process Zone,FPZ)最大水平应变随块石粒径增大而逐渐增大。研究结果揭示了堆石混凝土中块石粒径对自密实混凝土裂缝扩展的影响机理,证明了堆石对自密实混凝土中裂缝发展的抑制作用。