Page 48 - 2023年第54卷第10期

４．２ 裂缝传感器与 ＤＩＣ法测量的裂缝张口位移值比较 为了验证 ＤＩＣ方法的可靠性，将 ＤＩＣ方法得
到的裂缝张口位移 ［３０］ 与传统夹式引伸计记录裂缝张口位移结果进行了比较 ［３１］ 。裂缝传感器与 ＤＩＣ法
测量的裂缝张口位移值比较如图 １０所示。两种方法得到的实验曲线虽然存在一定偏差，但总体上基
本重合，说明了 ＤＩＣ法测量混凝土断裂力学性能的可靠性。造成差异的原因可以解释为：（１）由于
ＤＩＣ和 ＧＣＴＳ机器是两个独立的系统，目前还不能确保两个系统完全同时采集数据。ＤＩＣ和 ＧＣＴＳ由两
个试验计算机控制，加载开始时采用手动方式，这种方式不可避免地造成了两个系统之间的时间差。
（２）将夹式引伸计固定在预制裂缝口处，加载过程中夹接边缘任何微小的位移都可能影响试验结果。

注：图中图为试件峰值荷载的最大水平应变图 图 １０ 裂缝传感器与 ＤＩＣ法测量的
图 ９ 试件在峰值荷载时的最大水平应变 裂缝张口位移值比较

４．３ 断裂过程中试件内部 ＡＥ定位 试件内部发生破坏，每产生一个破坏点即生成一个 ＡＥ事件数，
每一个 ＡＥ事件数在图中表示为一个 定位 点 ［３２］ ，ＡＥ事 件数 的 幅 值分 布 在 ３５～４５ｄＢ、 ＞４５～５５ｄＢ、
＞５５ｄＢ三个频段。幅值为 ＞４５～５５ｄＢ的 ＡＥ事件数最多，有少数 ＡＥ事件幅值为 ３５～４５ｄＢ和大于
５５ｄＢ。图 １１为 ４个不同加载点的 ＡＥ定位图。
无块石试件加载过程中，没有产生 ３５～４５ｄＢ的 ＡＥ信号，如图 １１中 ＣＧ － Ｓ所示。随着加载的持
续增加，在 Ｂ点时（０．９Ｆ 左右）产生极少数幅值大于 ５５ｄＢ的 ＡＥ事件，荷载增加到 Ｃ点时（Ｆ ），
ｐｅａｋ ｐｅａｋ
幅值大于 ５５ｄＢ的 ＡＥ事件逐渐增多，幅值为＞４５～５５ｄＢ的 ＡＥ事件数较少，荷载下降到 Ｄ点时（峰后
０．７Ｆ ｐｅａｋ 左右），幅值大于 ５５ｄＢ的累计 ＡＥ事件数急剧增多。预埋单块石试件加载过程中产生的 ＡＥ信
号如图 １１中 ＳＮ － ２０、ＳＮ － ２５、ＳＮ － ３０、ＳＮ － ３５所示。当荷载增加到 Ａ点时（０．６Ｆ ｐｅａｋ 左右），各频段产
生的 ＡＥ事件数极少，当荷载增加到 Ｂ点时（０．９Ｆ ｐｅａｋ 左右），幅值为 ＞４５～５５ｄＢ的 ＡＥ事件数逐渐增
多，荷载增加到 Ｃ点时（Ｆ ），可以明显看出 ＡＥ事件数在块石的一侧急剧增加，幅值多集中在＞４５～
ｐｅａｋ
５５ｄＢ之间，幅值大于 ５５ｄＢ的事件数也快速增加，当荷载下降到 Ｄ点时（峰后 ０．７Ｆ 左右），试件宏
ｐｅａｋ
观裂缝形成，ＡＥ事件数增长迅速，且 ＡＥ事件数定位点与裂缝的扩展路径一致。块石粒径为 ３０和
３５ｍｍ试件的幅值多集中在大于 ５５ｄＢ。这说明，随块石粒径的增大，试件破坏所需能量逐渐增大。
从图 １２试件断口形貌图可以看出，裂缝由预制裂缝尖端开始产生，并沿块石与自密实砂浆交界
面逐渐发展，随预埋块石粒径的增大，裂缝绕过块石发展的路径逐渐增长，试件表面与内部裂缝扩展
一致性较好。

５ 结论

本文通过断裂韧性试验研究了块石粒径对自密实混凝土断裂性能的影响，得出以下结论：（１）块
石对裂缝的扩展具有阻裂作用，随着荷载的增加，微裂缝沿直线扩展路径被阻碍，重新形成一条主裂
缝，当主裂缝扩展到不同位置时绕过块石进行扩展。与无块石试件相比，预埋单块石试件中随块石粒

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