标准规范下载简介和部分内容预览：
碾压混凝土穿透型诱导缝不同扩展阶段的强度指标试 验研究碾压混凝土（RollerCompactedConcrete,RCC）是一种广泛应用于大坝、道路和机场等工程的建筑材料。在碾压混凝土施工中，穿透型诱导缝作为一种特殊的接缝形式，用于控制裂缝扩展并优化结构性能。本文针对碾压混凝土穿透型诱导缝在不同扩展阶段的强度指标进行了试验研究。
研究通过设计不同宽度和深度的诱导缝试件，并结合单轴抗压、劈裂抗拉及三点弯曲试验，分析了诱导缝对混凝土力学性能的影响。结果表明，在初始阶段，诱导缝的存在会显著降低混凝土的整体强度，但随着裂缝扩展进入稳定阶段，其强度逐渐趋于稳定。此外，诱导缝的几何参数（如缝宽和深度）对混凝土的强度有重要影响：较窄且浅的诱导缝能更好地保持材料的完整性，而过宽或过深的缝则会导致强度大幅下降。
本研究还引入断裂力学理论，探讨了诱导缝扩展过程中的能量释放率与强度变化的关系，为工程设计提供了理论依据。研究表明，合理设置诱导缝参数可有效控制裂缝扩展路径，从而提升碾压混凝土结构的耐久性和安全性。该研究成果对于优化碾压混凝土施工工艺和提高工程质量具有重要意义。
有关内含诱导缝的碾压混凝土轴拉试件的制作、配合比 碾压模拟、防止受拉端头局部破坏的措施、保证轴拉的措施、 试验过程等参见文献[1]。试件尺寸和试验结果见表1。
试验中，一方面为了监控穿透型诱导缝轴拉试件的受拉 变形过程，以及分析诱导缝裂缝处应变等的变化特点，另一方 面，为了随时监控试件诱导缝周围的应变，掌握裂缝的开展趋 势和发展情况，在混凝土表面粘贴宽度为80mm的纸基电阻 应变片，应变片数据每隔5s自动采集一次。应变片沿轴向拉 伸方向布置在试件的上面和左右侧面的诱导缝截面处，以及
WaterPower rVol.31.No.6
注：1)w、t、I分别为试件的高度、宽度及长度；2)2a为试件诱导缝 高度；3)削弱度为诱导缝面积/试件横截面积。 距诱导缝截面为20、40mm小型试件）或30、60mm大型试 件)的两个相邻截面的不同位置。试验过程中，裂缝明显是从 试件中所设的裂缝尖端并始发展，随着荷载的增加，诱导缝前 缘存在的大量微裂纹过程区逐渐发展，当积累到一定程度后： 发展成为真实的裂纹，缝端前移，从而增大诱导缝的削弱面积， 进一步促进了裂缝的形成和扩展，诱导缝继续削弱，直至诱导 缝处应力强度因子达到材料的断裂韧度时，诱导缝开始失稳 扩展，表现为混凝土表层拉伸变形值突然增加。破坏后，试件 的断面比较平整，既可以看到骨料被拉坏的现象，也可以看到 骨料与水泥浆分离的现象。诱导缝应变发展规律曲线见图1。 由图1可知，在加载初期，诱导缝周围的应变随荷载的增 加而增加，数值上相差不大，发展较为均匀；随着荷载的进 步增加，诱导缝断面上应变开始出现不均匀发展，当接近最大 荷载阶段时，缝端应变急速发展，离缝端越远，发展越缓慢；继 续加载后这种变化规律越来越清晰。 从整个应变场的发展规律我们可以看出，应变从均匀发 展变为不均匀发展的过程中，隐含了诱导缝的起裂阶段；而在 应变的不均匀发展过程中，隐含了诱导缝的裂缝稳定扩展过 程；当达到最大荷载后，由于试验条件的限制，试件突然破坏， 瞬间完成了整个破坏过程，在这个阶段里，实际上隐含了裂缝 的失稳断裂。这一判断也可以由以下试验现象得到证实：以上 应变和荷载曲线均采用等时间采集，大约每5s采集一次，从 所有曲线都可以看到，在稳定扩展阶段，数据点较多，当即将 达到最大荷载的前一阶段，相同的时间内采集的数据却少了 很多，这种现象表明，失稳扩展的速度是非常快的。 从诱导缝周围应变场可以看到，诱导缝作为一种裂缝，经 历了起裂、稳定发展、失稳断裂的整个过程，但是，对于起裂荷 载的准确测定，由于试验设备的限制，很难测到。另外，在刚开 始加载的线性阶段，诱导缝前缘微裂区的发展对试件的塑性 变形的影响并不明显，在非线性阶段，随着微裂区的扩大，试 件的塑性变形明显增加；在失稳断裂阶段，瞬间完成了宏观裂 纹的扩展。由此可以看出，不同的诱导缝阶段对应着不同大小 的远场应力，为了描述实际拱坝中诱导缝起裂、稳定发展、失 稳断裂的整个动态扩展过程，需要对应有不同的远场应力强 度指标。
3诱导缝动态扩展过程中强度指标的选择
等效强度/是指拱坝中诱导缝断面被削弱后仍
Water Power Vol.31.No.6
那一部分抗拉强度，另一方面，它也反应了诱导缝扩展过程中 远场温度应力的大小。基于以上分析，首先，可以用起裂等效 强度来描述诱导缝从起裂转化到裂缝稳定发展时刻的远场应 力的大小，其次，可以用失稳等效强度来描述诱导缝从稳定扩 展变化成裂纹而失稳断裂时的远场应力的大小，
张小刚，等：碾压混凝土穿透型诱导缝不同扩展阶段的强度指标试验研究
我国在九五"科技攻关过程中研究了诱导缝的作用和 合理布置问题”。对于一个拱坝穿透诱导缝单向间隔诱导 缝)，在垂直于诱导缝平面上作用有拱向正应力0,每个预留 缝的高度为2a相邻两预留缝的竖向中心距为2w。诱导缝的 开裂可简化为无限大板穿透裂缝问题，计算简图见图2。另 外，黄达海的计算结果表明，单直线断裂软化模型适用于大 体积混凝土，即
我们得到K=0.5875MPa*m，K=1.4185MPa*m。根 上模型，不同削弱度单向诱导缝形式的计算结果为：a/u=0.33 和a/w=0.5时，ff分别为0.347和0.323：f/f分别为0.570 和0.531，此处取碾压层厚a=0.3m。结合断裂力学理论，可以 建立诱导缝不同开裂阶段的远场温度应力强度指标模型。利 用试验虽已得到的含不同削弱度的诱导缝试件的失稳等效强 度（见表1），但由于无法测得起裂荷载，其起裂等效强度仍 无法从试验得到。对应于本试验采用的最大削弱度=0.342 （对应JT1和JT5试件），诱导缝强度相对于本体强度分别降 低了42.7%和51.3%，断面仍保留了57.3%和48.7%左右的强 度。显然，试验所得的同削弱度诱导缝的等效强度有尺寸效应 向题，如要将此结果用于拱坝工程中，则还需要消除尺寸效应 的影响。该试验仅从单个预留缝的角度来考虑，当考虑多个预 留缝共同作用时，由于诱导缝相互间的影响，其等效强度还会 降低。如果削弱度继续加大，将对碾压混凝土拱坝内压应力的 传递产生不利影响。具体拱坝应设置多大的削弱度，尚需根据 拱坝的温度应力等情况进行综合评定，
式中，△a为有效裂缝扩展量；△a为断裂区长度的临界值； 为在裂纹失稳前的临界状态时，裂纹的应变软化长度。 根据FCM假定，△a可以看作是主裂缝的亚临界扩展长 度，ro区段可以看作是微裂缝生成区，同时由LEFM原理，可 以求得：
式中，K为用断裂力学法求得的失稳断裂韧度：f为抗拉强 度。 根据图2的计算模型，对无限大板穿透裂缝问题的线弹 性求解，考虑相邻裂缝的影响，由线弹性断裂力学理论可得：
式中，√fg为失稳等效强度；Kc为断裂韧度；=[ )tar )];a为试件诱导缝高度的1/2。 式3）两端除以f可得：
式 3)两端除以f可得
综合以上试验现象分析西安市房屋建筑工程归档业务指南2018，起裂等效强度为：
分获国家优秀工程勘察设计金银铜奖
2004年度第十一届全国优秀工程设计评选工作已经结 束，中国水电工程顾问集团公司共有12个项目得奖，其中 华东院设计的天荒坪抽水蓄能电站和西北院设计的黄河李 家峡水电站获设计金奖，中南院设计的江西省井冈山市井 冈冲水电站、上海院设计的福建棉花滩水电站及华东院设 计的宁波市白溪水库获银奖，成都院设计的冷竹关水电站及 贵阳院设计的黑河龙首水电站获铜奖。获得勘察金奖的是华 东院的天荒坪抽水蓄能电站和西北院的龙羊峡水电站，获 得勘察银奖的是西北院的黄河李家峡水电站和北京院的十 三陵抽水蓄能电站，获得勘察铜奖的为成都院的岷江太平 驿水电站。 全国共有270个工程项目获设计金银铜奖，76个工程项 目获勘察金银铜奖；另有28个软件及28个标准分别荣获优 秀工程设计软件和标准金银铜奖。
式中，为起裂等效强度；K为起裂断裂韧度。 用断裂力学方法求解得到混凝土裂缝的亚临界扩展长度 △a、等效裂缝扩展长度α、失稳断裂韧度K，可得到失稳等 效强度：
WaterPower rVol.31.No.6