a0, a0t— длина начального надреза, м.
aij— текущие значения длины магистральной трещины при поэтапном равновесном нагружении образца, м.
е0— начальный эксцентриситет приложения нагрузки, м.
b, t, L0, L, D — размеры образцов, м.
j = b/L0 — относительная высота образца.
l = (a0 + a0t)/b — относительная длина начального надреза.
dam — максимальный размер заполнителя, м.
m1, m2— масса образца и дополнительного оборудования, кг.
g = 9,81 — ускорение свободного падения, м/с2.
tga ¾ тангенс угла наклона восходящего упругого участка диаграммы.
El— единичный модуль упругости, МПа.
Eb — модуль упругости, МПа.
Rbt— прочность на осевое растяжение, МПа.
Rbtf— прочность на растяжение при изгибе, МПа.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное
ТЕРМИНЫ И ПОЯСНЕНИЯ
|
Термин |
Пояснение |
|
1. Трещиностойкость (вязкость разрушения) бетона |
Способность бетона сопротивляться началу движения и развитию трещин при механических и других воздействиях |
|
2. Трещина |
Полость, образованная без удаления материала двумя соединенными внутри тела поверхностями, которые при отсутствии в нем напряжений удалены друг от друга на расстояния, во много раз меньше протяженности самой полости |
|
3. Магистральная трещина |
Трещина, протяженность которой превосходит размеры структурных составляющих материалов и областей самоуравно-вешенных напряжений и по поверхностям которой произойдет деление образца на части |
|
4. Коэффициент интенсивности напряжений К |
Величина, определяющая напряженно-деформированное состояние и смещения вблизи вершины трещины, независимо от схемы нагружения, формы и размеров тела и трещины |
|
5. Условный коэффициент интенсивности напряжений K* |
Значение K, вычисленное через действующую на образец нагрузку и исходную длину трещины а0 по формулам для упругого тела |
|
6. Удельные энергозатраты G |
Величина, характеризующая удельные (относительно эффективной рабочей площади поперечного сечения образца) энергозатраты на различные этапы деформирования и разрушения |
|
7. J-интеграл |
Величина, характеризующая работу пластической деформации и разрушения, а также поле напряжений и деформаций при упругопластическом деформировании вблизи вершины трещины (аналогично коэффициенту интенсивности напряжений K) |
|
8. Условный критический коэффициент интенсивности напряже-ний |
Значение K*, определяемое при неравно-весных испытаниях образцов типов 1—4 по нагрузке, равной , и начального надреза образца а0, условно характеризующее крити-ческое состояние материала при динамическом начале движения магистральной трещины |
|
9. Статический критический коэффициент интенсивности напряжений Ki |
Значение K, определяемое при равновесных испытаниях образцов типов 1, 5, 6 по Gi и Eb, характеризующее критическое состояние материала при статическом начале движения магистральной трещины |
|
10. Критический коэффициент интенсивности напряжений Kc |
Значение K, определяемое при равновесных испытаниях образцов типа 1 по Gce и Eb, инвариантно характеризующее состояние материала при динамическом начале движения магистральной трещины |
|
11. Удельные энергозатраты на начало статического разрушения Gi |
Значение G, определяемое при равновесных испытаниях образцов типа 1 по диаграмме F¾V, характеризующее удельные энерго-затраты на начало статического разрушения |
|
12. Удельные эффективные энергозатраты на статическое разрушение GF |
Значение G, определяемое при равновесных испытаниях образцов типа 1 по диаграмме F¾V, характеризующее удельные энерго-затраты на статическое разрушение |
|
13. Полные удельные упругие энергозатраты на статическое деформирование до деления на части Gce |
Значение G, определяемое при равновесных испытаниях образцов типа 1 по диаграмме F¾V, характеризующее удельные энерго-затраты на разрушение |
|
14. Статический джей-интеграл |
Значение J, определяемое при равновесных испытаниях образцов типа 1 по диаграмме F¾V, характеризующее поле напряжений и деформаций вблизи вершины магистральной трещины при начале ее движения |
|
15. Критерий хрупкости |
Характеристика хрупкости материала |
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ
ПРИ РАВНОВЕСНЫХ ИСПЫТАНИЯХ ОБРАЗЦОВ
С ФИКСАЦИЕЙ РАЗМЕРОВ
РАЗВИВАЮЩЕЙСЯ МАГИСТРАЛЬНОЙ ТРЕЩИНЫ
И СООТВЕТСТВУЮЩИХ ЗНАЧЕНИЙ ПРИЛАГАЕМОЙ НАГРУЗКИ
1. Для определения характеристик трещиностойкости производят поэтапное нагружение (с выдержками продолжительностью 60—120 с и фиксацией текущих значений Fij и аij) образцов типов: 5 — для испытаний на осевое сжатие (черт. 7); 6 — для испытаний на растяжение при внецентренном сжатии (черт. 8).
2. Соотношение размеров и схемы нагружения образцов приведены на черт. 7, 8.
Минимальные размеры образцов: типа 5¾b ³ 12 dam;
типа 6—b ³ 15 dam.
3. Для определения значений величин аij применяют капиллярный и оптический способы.
Капиллярный способ основан на эффекте капиллярной адсорбции подкрашенных, люминесцирующих или быстроиспаряющихся жидкостей в трещины. На поверхность образца наносят кистью ацетон, который испаряется с поверхности быстрее, чем из трещины, что позволяет идентифицировать длину развивающейся магистральной трещины.
Оптический способ основан на использовании средств оптической микроскопии; следует применять микроскопы с не менее чем 20-кратчым увеличением по ГОСТ 8074.
4. Определение характеристик трещиностойкости
4.1. Дли каждого этапа нагружения определяют значение Kij по зависимостям:
Тип 5
Образец — призма прямоугольного поперечного сечения для испытаний
на осевое сжатие.
Черт. 7
Тип 6
Образец — призма прямоугольного поперечного сечения для испытаний
на растяжение при внецентренном сжатии.
Черт. 8
Примечание к черт. 7 и 8. Обозначения приведены в приложении 1, размеры образцов — в приложении 3.
— для образца типа 5.
(13)
¾ для образца типа 6.
(14)
где (15)
(16)
(17)
4.2. По результатам п. 4.1. строят зависимость Kij¾aij; за величину Ki принимают среднее значение Kijна участке зависимости, где тангенс угла ее наклона отличается от нуля не более чем на 8 %.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Рекомендуемое
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ НА РАСТЯЖЕНИЕ
И НАЧАЛЬНОГО МОДУЛЯ УПРУГОСТИ
1. Значение Rbtопределяют при равновесных испытаниях образцов типа 1 и типов 5, 6 (согласно приложению 3) по зависимости
(18)
2. Значение Rbtfопределяют при равновесных испытаниях образцов типа 1 по зависимости
(19)
3. Значение Eb определяют при равновесных испытаниях образцов типа 1 с l ~ 0,1¾0,5 по зависимости
(20)
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Обязательное
ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ПРИ РАВНОВЕСНЫХ ИСПЫТАНИЯХ ОБРАЗЦОВ ТИПА 1
Для определения характеристик трещиностойкости при равновесных испытаниях образцов типа 1 используют специальные испытательные машины со следящей системой и быстродействующей обратной связью или испытательные машины, обладающие высокой жесткостью (не менее чем в два раза превышающей начальную жесткость образца (черт. 9), или стандартные испытательные машины по п. 3.1, оборудованные дополнительным перераспределяющим устройством (черт. 10) типа «кольцо», включающим в себя: силовой элемент — кольцо; нагружающий силоизмеритель — шток; датчик перемещения; опорную плиту с шарнирной и роликовой опорами. Испытания рекомендуется проводить на установке ПРДД-3 экспериментального объединения «Реконструкция», которое распространяет чертежи, методики аттестации н поставляет оборудование.
1 — образец; 2 — загружающее устройство; 3 ¾ нагружающий винтовой силоизмерительный шток; 4 — распределительная балка, 5 ¾ роликовая
опора; 6 ¾ шарнирная опора
Черт. 9
1 — образец; 2 — дополнительное перераспределяющее устройство типа: «кольцо» (2.1), «кольцо в кольце» (2.2), «скоба» (2.3); 3 ¾ нагружающий силоизмерительный шток; 4 — датчик перемещений; 5 — станина; 6 — роликовая опора; 7 — шарнирная опора; 8 — распределительная балка; 9 — фиксирующие накладки; 10 — фиксатор нагружающего силоизмерительного штока
Черт. 10
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Обязательное
ПОПРАВКА НА МАССУ ОБРАЗЦА И ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
При равновесных испытаниях образцов типа 1 с b ³ 200 мм перед определением характеристик трещиностойкости производят поправку на массу образца и распределительную балку.
Для этого полную диаграмму состояния материала (кривая SТСDА на черт. 11) трансформируют в расчетную (кривая OSТСDK) следующим образом:
точку S по упругой линии ST переносят в положение точки O на величину Fs, откладываемую на оси F, равную
(21)
проводят оси ОF и ОV, параллельные соответственно SF и SV’;
с начала прямолинейного нисходящего участка диаграммы, то есть из точки D, где выполняется условие (dF/dV) ~ const проводят отрезок DK, перпендикулярный оси ОV;
фиксируют расчетную диаграмму OSТСDK.
Черт. 11
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
РАЗРАБОТАН Научно исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) Госстроя СССР, Министерством энергетики и электрификации СССР, Министерством высшего и среднего специального образования СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
Е. А. Гузеев, д-р техн. наук; В. В. Жуков, д-р техн. наук; Л. А. Сейланов, канд. техн. наук; В. И. Шевченко, д-р техн. наук; Ю. В. Зайцев, д-р техн. наук; Л. П. Трапезников, д-р техн. наук; Р. Л. Серых, д-р. техн. наук; М. И. Бруссер, канд. техн. наук; И. М. Дробященко, канд. техн. наук; Л. Н. Зикеев, канд. техн. наук; К. Л. Ковлер, канд. техн. наук; В. Ю. Ляпин; А. П. Пак, канд. техн. наук; А. М. Юдилевич; X. М. Виркус, канд. техн. наук; Э. X. Варес, Л. П. Орентлихер, д-р техн. наук; А. В. Лужин, д-р техн. наук; Г. М. Первушин, канд. техн. наук; А. А. Ашбаров, канд. техн. наук; А. Б. Пирадов, д-р техн. наук; К. А. Пирадов, канд. техн. наук; Е. Н. Пересыпкин, д-р техн. наук; В. П. Крамской, канд. техн. наук; Б. Ф. Турукалов, канд. техн. наук; В. В. Панасюк, акад. АН УССР; С. Я. Ерема, канд. техн. наук; Л. Т. Бережницкий, канд. техн. наук; И. И. Лучко, канд. техн. наук; В. М. Чубриков, канд. техн. наук; В. И. Ягуст, канд. техн. наук; А. И. Марков, канд. техн. наук; Р. О. Красновский, канд. техн. наук; В. В. Арончик, канд. техн. наук; Т. С. Петцольд, д-р техн. наук; С. Н. Леонович, канд. техн. наук; С. Т. Андросов, канд. техн. наук; И. С. Кроль; А. К. Торгачев; А. М. Поплавский; В. И. Воробьев; С. А. Шейкин; С. П. Абрамова; И. Н. Нагорняк
2. ВНЕСЕН Министерством энергетики и электрификации СССР
3. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета по строительству и инвестициям от 25.11.91 № 13
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
|
Обозначение НТД, на который дана ссылка |
Номер пункта, приложения |
|
ГОСТ 8074—82 |
Приложение 3 |
|
ГОСТ 10180—90 |
2.5, 2.6, 3.1, 3.3, 3.4 |
|
ГОСТ 18105—86 |
2.7 |
|
ГОСТ 28570—90 |
2.5, 2.6, 3.1, 3.3 |
