更新时间2019-02-17 14:24:09
国外混凝土缝面研究现状
混凝土结构裂缝形成、扩展机理及其数值模拟计算一直是国内外学者的研究重点之一。近年来，随着断裂力学、损伤力学、数值计算方法、复合材料理论的发展，有关研究不断深入，在研究混凝土损伤断裂、裂缝扩展、粘结机理、弹性模量估算等方面取得了一定成果。然而，就国内损伤力学及其应用研究的状况而言，目前的研究偏重于理论而且能够应用的成果偏少。另外，由于损伤试验研究的难度较大，有关试验的研究并不多见，而且仅有的试验也还是仅停留在单个构件的层次上。
为了确定结构强度随裂纹扩展的变化规律及裂纹的萌生位置，断裂力学为此提供了理论依据，它是材料强度理论的重大发展。 断裂力学是研究含缺陷（或裂纹）材料和结构的抗断裂性能，以及在各种工作环境下裂纹的平衡、扩展、失稳规律的一门学科。然而，混凝土是含有大量微裂缝的固体，有时还有宏观裂缝的存在。这些裂缝的稳定和发展对混凝土的强度、变形乃至结构的安全有着重要的影响，由于混凝土存在较大的断裂过程区，将线弹性断裂力学直接用于混凝土是不成功的，理论与试验结果表现出了相当大的离散性和一定程度的尺寸效应， 仅可用于定性比较，而不能用于定量分析。
之后，损伤力学被引入我国。由于混凝土是一种含有初始缺陷的多相复合材料，外力作用以前就会有初始损伤存在。受力后，其内部沿着骨料界面产生许多微裂纹，其开裂面大体上同最大拉应变或拉应力垂直，裂纹主要是沿着骨料界面发展，使混凝土的应力一应变曲线出现“应变软化”效应。因此，混凝土的损伤是一个连续的过程，在很小的应力应变下就已发生，随着荷载的增加损伤不断累积，直至破坏。
事实上， 损伤理论比较适用于分析混凝土的破坏机理是因为:
（1） 混凝土的开裂过程即损伤发展过程是连续的,并在很小的应力或应变下就己经产生微裂缝了,也就是说混凝土是种裂纹敏感性材料;
（2） 裂纹的扩展几乎和最大主应力是垂直的,可以通过确定最大主应力方向的损伤来确定裂纹的发展方向;
（3） 在荷载作用以前,混凝土内部既存的微缺陷可以作为初始损伤来处理。
目前形成的混凝土损伤分析成果中，大部分介绍的是在静力作用下材料或者结构的损伤特点,这点很有意义。近年来随着危害性较大的震害发生,对结构的动力损伤发展规律的研究刻不容缓。地震作为随机性动力荷载作用于结构,使得结构的强度、力学特性变化复杂,研究其损伤特性,对分析结构在复杂多变的外部作用下的安全稳定性、估算其寿命等提供科学的依据。
混凝土的宏观裂缝通常是由细观的微裂缝、孔隙等缺陷扩展、汇集演变形成。混凝土损伤发展所经历的时间占构件总寿命的较大比重 。因此将断裂力学、损伤力学相结合是研 究混凝土结构破坏机理的有效手段。
从1824年波特兰水泥发明开始，混凝土材料至今已有100多年的历史，以水泥为胶结材的混凝土也取得了具大的发展，由普通混凝土向高性能混凝土发展。从20世纪以来，混凝土就己成为房屋建筑、桥梁、水利、公路等现代工程结构首选材料，混凝土作为土木工程中最大宗的人造材料，其用量巨大。据统计，当今我国每年混凝土用量约109m3，并且随着我国近年来工业化、城市化进程的加快，其用量将继续快速增长。
人类进入21世纪，随着科学技术的快速发展，一种又一种新型混凝土涌现出来。混凝土能否长期作为最主要的建筑结构材料，其本身必须具有高强度、高工作性、高耐久性等性能，因此高性能混凝土是现代混凝土技术发展的必然结果，是混凝土的发展方向。
国外对自密实混凝土的研究报道较早出现于日本。1988年夏，东京大学冈村甫研制室第一次成功地配制出自密实混凝土。次年，在东京举行了自密实混凝上的公开实验，会后许多大建筑公司开始了自密实混凝七的开发。1991年就有13家总承包公司的研究人员在东京大学实验室研究自密实高性能混凝土，1992年出席日本混凝土学会关于自密实混凝土年会的单位增至30家。至1994年底，日本已有28个建筑公司掌握了自密实混凝土的技术，可见其发展速度是很快的。其它国家也逐渐开始研制自密实混凝土。事实上，上世纪80年代早期挪威建造的混凝土结构海上石油平台，由于配筋密集且结构庞大无法对混凝土振捣，所配制使用的混凝土实际上是依靠重力密实。法国于1995年开始研制免振捣自密实混凝土，瑞典、德国、新加坡、瑞士等国家也相继研制成功并获得应用，荷兰自1999年开始已将自密实混凝土用于预制建筑构件的生产。
不同国家对高性能混凝土性能要求的侧重点可能不同，美国学者对HPC着重于硬化后混凝土的性能，而日本人则重视新拌混凝土的工作性和自密实性。但总的来说，目前国际上对高性能混凝土已有所共识：高性能混凝土以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途和要求，重点对耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性等性能加以保障。由此可见，高性能混凝土涵义中普遍包含着对施工性的特殊要求，自密实混凝土就是在此基础上出现的一种以高施工性为突出特点的新型高性能混凝土。
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