增强颗粒对混凝土斜面压剪破坏过程的影响

为提高新老混凝土黏结性能,提出了一种在自密实混凝土表面撒干石子替代混凝土表面凿毛的新工艺.将石子视为黏结面增强颗粒,利用岩石破裂过程分析系统(RFPA)软件,进行了不同黏结强度斜面压剪试件和黏结面含增强颗粒斜面压剪试件在单轴压缩荷载作用下破坏过程的数值模拟,并将自密实混凝土表面撒不同粒径干石子的斜面压剪试验结果与数值模拟结果进行对比.数值模拟分析了不同黏结强度斜面压剪试件的破坏模式以及主裂纹产生、扩展、贯通、次生裂纹产生等过程.结果表明:对强度等级高于C35的新老混凝土,当黏结面黏结强度小于30 MPa时,斜面压剪强度取决于黏结面黏结强度,不同强度等级混凝土的斜面压剪强度相近;当黏结面黏结强度大于30 MPa时,斜面压剪强度随混凝土强度等级增大而增大,最后稳定在混凝土轴心抗压强度附近.单增强颗粒的大小对试件弹性模量和斜面压剪强度影响较小,可以忽略;多增强颗粒的粒径越大,越有利于提高斜面压剪强度,且黏结面不再是最薄弱位置.实际试验结果与数值模拟结果吻合较好,当混凝土表面撒有粒径为5～20 mm石子时,其斜面压剪强度比表面凿毛试件提高107％.