配筋混凝土早龄期约束收缩机理研究

现浇混凝土结构普遍存在影响其性能的早期开裂。国内外的研究侧重于测试素混凝土材料的自由变形，实际工程中混凝土早期变形还会受到相邻构件、地基基础、内部配筋等的约束。系统地研究配筋混凝土约束条件下早期力学行为，可以揭示混凝土的早期开裂机理。.本课题拟在测试混凝土基本力学参数随龄期变化规律的基础上，从配筋混凝土早期约束收缩性能试验研究出发，测试配筋试件在给定约束和环境温湿度条件下，因变形作用（收缩、温度变形、徐变）以及荷载作用导致试件的应力应变和裂缝变化，采用统计方法分析其规律和关联性，建立配筋构件变形及开裂的试验模型；运用应变局部化概念描述开裂的渐进发展过程，建立混凝土早期时变过程的损伤本构机理模型，以连续损伤力学方法实现早期开裂发展的数学表述。这些基础工作对于认识结构混凝土早期裂缝的生成动态和评价其早期力学特性的发展机制有重要作用。 2100433B

限制收缩圆环试验是评估早龄期混凝土抗裂性的主要方法，近年来在国际上已得到广泛的应用，但圆环试件存在约束刚度不足、对不同壁厚混凝土断裂机理不明确等问题。基于此，本项目拟将约束钢环与外围混凝土作为整体研究对象，提出以应力强度因子为参量的裂缝扩展准则，通过能反映湿度分布的虚拟温度场模拟混凝土的收缩，采用虚拟裂缝模型分析混凝土裂缝扩展的全过程，研究早龄期混凝土限制收缩条件下的破坏模式并揭示其断裂机理。同时针对圆环约束不足的问题，通过试验与理论分析研究新型椭圆环试件在限制收缩试验中的应用，探讨椭圆长短轴比、钢环厚度、混凝土壁厚、干燥方式、预制裂缝等因素对限制收缩试验结果的影响。在以上研究的基础上，改进圆环试验方法以适用于不同壁厚混凝土抗裂性评估，推荐应用于限制收缩试验的椭圆环最佳几何尺寸，提出评定混凝土抗裂性能的试验方法，为我国评定早龄期混凝土抗裂标准试验方法提供参考。

（1）对持续增长的早龄期混凝土物理、力学特性进行深入、系统地研究基础上，从混凝土材料、结构特征、环境因素、施工控制等过程综合考虑,研究混凝土结构早期裂缝的成因机理、分析方法与控制措施，建立依靠材料性能、力学性能与微观结构特征有机结合起来并能统一各种受力状态的早龄期混凝土裂缝机理、控制理论新体系。（2）从混凝土微观结构出发，研究普通混凝土、高性能混凝土材料成型过程的时变温度场、时变湿度场发展变化;考