ВИЗНАЧЕННЯ ТРІЩИНОСТІЙКОСТІ БЕТОНІВ НА ЗАСАДАХ МЕХАНІКИ РУЙНУВАННЯ

Анотація

Мета. Метою роботи є на підставі реальних експериментальних досліджень вивчення та узагальнення характеристик тріщиностійкості важких бетонів, – коефіцієнтна інтенсивності напружень K_с^exp, коефіцієнта енергетичної характеристики ефективної поверхневої енергії γ^exp, розкриття берегів у вершині тріщини δ_с^exp та встановлення залежності акустичної емісії АЕ–SE_q з вказаними параметрами тріщиностійкості бетонів і відповідно до діючих норм. Методика. Для досягнення поставленої мети було зроблено огляд і синтез науково-технічних джерел та проведено комплексні експериментально-аналітичні дослідження K_с^exp, γ^exp, δ_с^exp, та встановлено залежності акустичної емісії АЕ–SE_q з вказаними параметрами тріщиностійкості бетонів і відповідно до діючих норм. Було проведено серію експериментів для дослідження тріщиностійкості бетонів, зокрема для визначення коефіцієнту інтенсивності напружень (КІН). Паралельно досліджували зв’язок з параметрами вимірювання акустичної емісії АЕ у важких бетонах п’яти серій різного складу і міцності. Вимірювали поздовжні і поперечні деформації індикаторами, що дало можливість визначити і коефіцієнт Пуассона ν. При навантаженні на двокоординатному самописці записували діаграми руйнування у координатах «зусилля Р – розкриття тріщини v на лінії дії сили». Результати. Виконано аналіз науково-технічних джерел вітчизняних і закордонних щодо визначення тріщиностійкості важких бетонів. Отримано характеристики тріщиностійкості різних складів і міцності бетонів, зокрема коефіцієнтна інтенсивності напружень K_с^exp , коефіцієнта енергетичної характеристики ефективної поверхневої енергії γ^exp, розкриття берегів у вершині тріщини δ_с^exp та встановлено відповідні залежності АЕ-SE_q з вказаними параметрами тріщиностійкості бетонів. Визначено коефіцієнт інтенсивності напруження із врахування параметрів α₀, β₀ при навантаженні зосередженими силами у певних точках прикладання навантаження. Також визначено функцію впливу геометричних параметрів зразка f(α₀, β₀, ε), яка визначалась за тарувальними кривими. Отримано діаграму розрахунку балансу енергії та графік зміни навантаження від інтенсивності АЕ. На підставі діаграм Р–v отримано формулу для визначення δ_с^theor у вершині тріщини та графічну залежність δ_с від зміни f_ctk. Перевірено експериментально відоме співвідношення механіки руйнування δ_сσ₀=2γ. Наукова новизна. У даній роботі узагальнено низку експериментальних і теоретичних досліджень характеристик тріщиностійкості важких бетонів на засадах механіки руйнування. Зокрема, уточнено і встановлено: коефіцієнт інтенсивності напружень K_с^exp коефіцієнт поверхневої енергії γ^exp, розкриття берегів у вершині тріщини δ_с^exp  , встановлено залежності між АЕ-SE_q з вказаними параметрами тріщиностійкості бетонів; підтверджено класичне співвідношення механіки руйнування σ₀δ_с=2γ для бетонів. Також, на основі підходів механіки руйнування для п’яти серій бетонних дискових зразків незалежними експериментальними методами визначення силову K_с, енергетичну γ та деформаційну δ_с характеристики тріщиностійкості. Практична значимість. Проведено порівняння вказаних підходів механіки руйнування та встановлено задовільну збіжність отриманих результатів для важких бетонів.