素混凝土的尺寸效应及动态响应指导老师：摘要：本文研究了素混凝土试样动力响应的尺寸效应。该报告是根据作者和其他人的实验数据并考虑了梁的蠕变、弯曲影响下的梁和受轴向冲击载荷作用的圆柱体的试验结果。尺寸效应是通过使用Bažant的规模效应法和多重标法则来监测的，而且缩放模式能够捕捉尺寸效应的强度。对于断裂能，换言之，规模效应仅仅体现在影响率上。在准静态荷载作用下，受压素混凝土对试件尺寸更加不敏感。但是在冲击作用下，压缩反应相对于弯曲作用似乎更依赖尺寸。然而，考虑到应力变化率的影响，弯曲响应描绘了更加重要的尺寸效应，它类似于准静态荷载作用下的响应。DOI（数字对象唯一标识）:10.1061/（ASCE）0899-1561（2006）18:4（485）土木工程数据库主题词：断裂；混凝土；尺寸效应；动态响应。前言尺度问题在任何物理理论都具有重要地位。在最近的一篇Bažant所写的文章中介绍了运用固体力学解决这一问题的历史。在现代，自从Weibull提出其办法以来该问题已经归于统计学领域，其方法是基于“薄弱环节”理念和“薄弱环节”的发生概率随试样尺寸大增大而增加。早些时候，Griffith的基于能量的用于解决裂纹扩展的方法假象过规模效应，不过这种方法具有物质依赖性。在过去的几十年中，在过去的几十年中，有许多关于准脆性材料试件尺寸效应的报告。针对这些材料，Bažant认为源于裂纹能量吸收率和释放率的不匹配。能量吸收率的增加的很大一部分随着尺寸平方的增加而增加，然而释放率的增加确实线性的。因此，通过减少标本的能源释放率，减少名义应力被看作是补偿差额的一种手段。不同于准静态荷载，在动力学领域样本尺寸效应的研究还没有获得很大的重视。这种尝试是主要限于纤维增强聚合物。关于水泥基材料的数据极为稀缺并且近期已开始关注冲击速率。设计规范及试验标准方法的缺乏阻止我们赋予建筑材料抵抗冲击和爆炸的能力。此外，冲击试验介绍一些不相干的影响，诸如惯性和试验机的影响。也许最严重的障碍是水泥基复合材料的固有的应力变化率敏感性。Morton说建立一个精确的速率敏感性材料的规模模型是不太可能的。此外，在动力作用下尺度模式的适宜性仍在研究中在本文中，我们将着重研究在高频应力作用下水泥基材料的尺寸问题。在本文中，关于混凝土冲击反应的尺寸效应将通过对其他学者发表的数据的估计来阐明。为我们所熟悉的用于准静态荷载的标度率在动应力作用的背景下将被再度审视。这篇文章,讨论试样尺寸、强度矩阵、应力速率敏感性及加载形式之间的相互作用。准脆性系统的标度律众所周知，素混凝土准静态响应受试样尺寸的影响。几十年来收集的资料的显示了结构用混凝土在压缩、拉伸、弯曲、剪切、扭转作用下其性能对尺寸强烈的依赖性。三种方法主导了对准脆性材料尺寸效应的研究：1.随机强度的统计理论；2.宽裂缝导致应力重分布和断裂能的释放的理论；3.裂纹分形性理论。这篇文章的重点是后两种模型并且将检验动荷载作用下素混凝土的尺寸效应。图1标度率描述素混凝土的尺寸效应Baantž尺寸效应律（Baant1984ž）据Bažant，固体的尺寸效应是从适用于小尺寸试样的塑性强度准则向大尺寸试样中常见线弹性断裂力学裂缝尺寸依赖性的一种平稳过渡。一系列几何相似的混凝土试样的破坏应力通过下列无穷级数来描述：}(1)d为特征尺寸；B,和是实验数据中的经验常数。因为尺寸，无穷级数公式（1）能化简为两项。因此，Bažant的尺寸律简化为(2)多边标度律（Carpinteri和Chiaia1997）Carpinteri和他的同事通过使用自相似形态学的概念和被称作分形的非整数尺寸来描述诸如混凝土这样的准脆性材料的微观结构。随着探测程度的加深，拓扑分形性被认为将要消失。由于这一混合材料依然不受尺寸影响，因此他们假定宏观尺寸对力学性能的影响是试样尺寸b和特征长度相互作用的结果。在此假设基础之上，建议如下所示的多分形标定律（MFSL）：(3)此处为尺寸无限大前提下的名义应力的渐近值。（和BESL截然不同的是，MFSL似乎适合无凹槽的试样，因为试样仍然有残余应力即使尺寸很大。图21992年Bažant和Gettu荷载关系试验的尺寸数据及试验细节材料，试样和试验的细节为了准备这篇论文...