摘要
海水海砂混凝土(seawater sea sand,SSC)在岛礁和临海工程建设中有广阔的应用空间.海洋环境下,混凝土容易开裂,严重影响结构耐久性.为确保该新型混凝土在海洋环境下的安全服役,对SSC的断裂力学性能研究以及断裂参数的合理确定至关重要.然而采用传统方法,基于线弹性断裂理论确定的断裂参数,由于未考虑材料非均匀性的影响,不可避免存在尺寸效应.鉴于此,本文利用基于边界效应的非线性断裂理论,考虑材料的非连续性与非均匀性,确定SSC的真实断裂参数.配制最大骨料粒径dmax为10 和20 mm的海水海砂混凝土,分别进行高度为100 和200 mm的三点弯曲梁试验,初始缝高比为0.1～0.7;并用淡水、河砂等质量替代海水、海砂配制普通混凝土(ordinary Portland cement,OPC)作为对照组进行试验.基于边界效应模型,通过引入混凝土平均骨料粒径,得到了SSC的真实无尺寸效应拉伸强度ft及断裂韧度KIC,进而结合正态分布分析确定两断裂参数的均值以及具有95%保证率的上下限值,并利用得到的拉伸强度成功预测任意尺寸条件下SSC试件的极限荷载.结果表明:相同骨料级配下,与普通混凝土相比,海水海砂混凝土断裂截面上骨料断裂的比例更高,SSC的拉伸强度及断裂韧度高于OPC;随着最大骨料粒径的增大,SSC和OPC骨料断裂的比例均减小,其断裂韧度KIC均增加,ft降低.所提模型及相关结果可为海水海砂混凝土实际工程设计提供参考.
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