KR曲线的影响：样本尺寸对混凝土断裂力学的影响

Xu和Reinhardt（1998）尝试对Refai和Swaetz（1987）、Jenq和Shah（1985）三点弯曲试验进行了尺寸效应研究。对Refai和Swaetz（1987）所测试的试件，定量分析其尺寸影响似乎较困难，因为这些样本的a0/D不相同。另一组测试结果（Jenq和Shah，1985），计算KR曲线时所用的弹性模量对不同的样本来说变化广泛。研究发现，KR曲线与样本尺寸和初始缺口长度的相对尺寸a0/D无关。在随后的工作中，Reinhardt和Xu（1999）对几何相似的三点弯曲试验样本进行了KR曲线的尺寸效应研究，这些样本的材料特性和a0/D完全相同，尺寸范围在200 mm≤D≤400 mm。该研究的数据由基于裂缝带模型（Bažant和Oh，1983）的非线性断裂模型获得，其优点是可以避免试验中出现未可见的误差。在本次研究中（Reinhardt和Xu，1999），对于特征断裂参数和，可定量观察到尺寸效应。研究发现，最大尺寸（400 mm）和最小尺寸（200 mm）计算的和值之间的差异分别是9.33%和10.53%。这一观察结果表明KR曲线依赖于样本尺寸。

图8.12显示了三种不同尺寸的试件（分别为63 mm，150 mm和250 mm），用四项式权函数法[式（8.13）]得到的KR曲线。这些样本的双K断裂参数值见表8.1。从表8.1中可以看出，尺寸为250 mm和63 mm两个试件的和差异分别为10.8%和11.20%；尺寸为250 mm和150 mm两个试件的差异则分别为13.86%和11.48%。从图8.12中也可以看出试件尺寸的影响，就在达到不稳定断裂条件后，试件尺寸对KR曲线的影响更加突出。特别是与63 mm和250 mm的试件相比，尺寸为150 mm的试件，其KR曲线相对更加分散。(www.xing528.com)

图8.12　使用权函数法确定的KR曲线的尺寸效应