试件几何形状对混凝土断裂力学的影响

将所获得的TPBT和CT试件的断裂参数绘制成无量纲形式，如图6.16—图6.19所示。从这些图中可以观察到以下结果：

图6.16　TPBT和CT试件使用五项式权函数法获得的比较（D=200 mm）

图6.17　不同试件尺寸下试件形状对的影响

图6.18　不同试件尺寸下试件形状对的影响(www.xing528.com)

图6.19　不同试件尺寸下试件形状对的影响

（1）图6.16显示了D=200 mm时，试件几何形状对数值结果的影响。的值是用五项式权函数法得到的。可以看出，一直到a0/D=0.6，黏聚韧度几乎保持恒定，a0/D=0.6~0.8时，可以观察到黏聚韧度略有下降。TPBT和CT试件的平均值的百分比差别约为2.12%。

（2）使用五项式权函数法计算TPBT和CT试件的和值，试件尺寸为100~600 mm，a0/D为0.3~0.5。两种试件几何形状的无量纲参数和 随lch/D的变化绘制在图6.17—图6.19中。图中的图例表示试件几何形状和a0/D的值（例如图6.17中的TPBT－0.3）。从图中可以看出，断裂参数的值在一定程度上取决于几何参数a0/D和试件几何形状。参数和均随着试件尺寸的增加而增加，而的值在100~400 mm范围内时相对不依赖尺寸；然而，超过400 mm的尺寸范围时，可观察到值的降低。忽略a0/D值的影响，计算尺寸范围为100 mm≤D≤600 mm的TPBT和CT试件的和的平均值，发现对于尺寸为100 mm，200 mm，400 mm和600 mm的试件，CT试件的值比TPBT试件的值分别小约2.99%，1.69%，1.20%和1.16%。根据得到的黏聚韧度，对于100 mm，200 mm，400 mm和600 mm的尺寸，CT试件的值比TPBT试件的值分别小约4.59%，4.43%，5.01%和5.82%。因此，对于100 mm，200 mm，400 mm和600 mm的尺寸，TPBT试件的平均值分别比CT试件小约0%，3.33%，6.55%和9.63%。

（3）对不同试件的几何形状和尺寸（100 mm和400 mm），不稳定裂纹扩展开始时，无量纲形式的lch/CTODc随a0/D的变化如图6.20所示。图中的图例表示试件几何形状类型与尺寸（以mm为单位）。从图6.20中可以看出，CTODc随试件的尺寸和形状的变化而变化。基于试验测试结果（Refai和Swartz，1987），Xu和Reinhardt（1999b）研究得出了类似的结论，得到的CTODc似乎与尺寸有关。

图6.20　TPBT和CT试件的CTODc（D=100 mm和400 mm）