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楔入式紧凑拉伸试验方法是一种采用标准紧凑拉伸试件几何进行楔入式加载完成断裂试验的方法。该方法结合了楔入劈拉法和紧凑拉伸法的特点,既消除了楔入劈拉试验中当竖向荷载与双线支承不共线时在裂缝尖端所引起的附加弯矩对断裂韧度和断裂能真实值的影响,又克服了紧凑拉伸试件对试验设备刚度要求的问题。 双K断裂理论很好地描述了混凝土结构裂缝从起裂、稳定扩展到失稳发展的整个断裂行为,双K断裂控制参数的解析解也准确地解释了混凝土材料固有物理组成结构特点所引起的断裂过程区形成及其发展的内在机理,故已被应用指导实际结构特别是大型混凝土高坝的裂缝安全性评估,并于2005年作为我国电力行业标准《水工混凝土断裂韧度试验规程》(DL/T 5332-2005)的理论依据。为了提供更为充足的试验数据充实试验规程,同时也为了全面系统地研究双K断裂参数的尺寸效应问题,进一步确定进行混凝土断裂韧度试验的最小试件尺寸,方便于工程技术人员的实际应用,本文采用这种方法,对最大尺寸为1250mm×1200mm×200mm不同高度的6组共36个楔入式紧凑拉伸试件进行了断裂试验研究。首先计算双K断裂参数;又根据断裂功的原理使用所测得的荷载与裂缝张开口位移曲线(P-CMOD),在考虑了其尾部曲线对断裂能的贡献后,计算了所有试件的断裂能;最后比较临界裂缝尖端张开位移(CTOD_c)的实测值与理论值,并分析了裂缝尖端张开位移与裂缝张开口位移曲线(CTOD-CMOD)。 研究表明,楔入式紧凑拉伸法是一种操作简单且稳定的断裂试验方法,有望进一步补充现有的试验规程:所测定的混凝土双K断裂参数与试件的尺寸无关,验证了双K断裂参数是材料基本参数的结论,可作为裂缝起裂和失稳的控制阈值来预测预报混凝土结构裂缝的发展状态;断裂能G_F在试验高度范围内基本上是常值,可认为没有尺寸效应;CTOD_c实测值与计算值较为接近,且略受试件高度的影响;CTOD-CMOD曲线上两个特征点分别对应于双K断裂模型中的起裂点和临界失稳点,亦可用该曲线来描述混凝土结构裂缝初始起裂、稳定扩展至失稳扩展的全过程。