①混凝土的断裂过程。混凝土材料的拉伸、压缩和弯曲等力学性能是混凝土结构设计的重要依据,而试验则是揭示混凝土力学性能的主要方法。从国内外的试验资料可知:混凝土是典型的非均匀材料,其中含有夹碴、气泡、孔穴等,其变形、强度以及破坏过程均与裂纹的扩展有关。混凝土的裂纹可以分为两大类:一类是随机分布的微裂纹,微裂纹的存在决定了混凝土的抗压与抗拉强度;另一类是宏观裂纹,它使得混凝土的力学性质呈现各向异性。混凝土的破坏是由混凝土的微裂纹与宏观裂纹共同作用,一方面微裂纹的存在影响宏观裂纹的萌生,另一方面微裂纹对主裂纹产生屏蔽和劣化的双重作用。混凝土的破坏过程实质上是其中微裂纹萌生、扩展、贯通,直至微裂纹变成宏观裂纹,进而导致混凝土失稳破裂的过程。
②混凝土断裂力学的研究现状。1920 年,G riffith 在研究玻璃的强度时首次提出了断裂力学理论,此后,经过Irin 和O w en 的补充和完善,在20 世纪50 年代适用于高强度钢材的线弹性断裂力学体系基本形成。1961年,Kaplan 首先将断裂力学的概念引用到混凝土中,用断裂力学的理论研究混凝土的破坏机理,并进行了混凝土的断裂韧度实验。此后,国内外诸多学者专家在混凝土断裂试验方面做了许多研究,积累了大量的实测资料,并提出了一系列应力强度因子的计算方法和经验断裂判据。
③混凝土面板断裂损伤研究现状。目前,关于混凝土结构的断裂损伤研究主要集中在大体积混凝土结构、碾压混凝土拱坝、混凝土重力坝方面,而对于面板堆石坝混凝土面板断裂方面的研究甚少。混凝土面板对环境温度的变化较敏感,再加上坝体的沉降,面板很容易出现裂缝。因此,基于断裂力学研究混凝土面板微裂纹萌生、扩展、贯通,直到产生宏观裂纹的破坏机理,对于面板的抗裂,大坝的安全运行具有重要意义。