Metody určování lomově-mechanických parametrů betonu - část III: Modely kohezivní trhliny, lomová práce a lomová energie

Methods for determination of fracture-mechanical parameters of concrete - part III: Cohesive crack models, fracture energy and work of fracture

miscellaneous

Czech

Porušování betonu v tahu se značně odlišuje od křehkého lomu, který se popisuje pomocí teorie lineární elastické lomové mechaniky (LELM). V této dílčí výzkumné zprávě jsou připomenuty příčiny i důsledky tohoto jevu. V první části této zprávy je stručně zmíněn význam existence lomové procesní zóny jako důvodu pro nelineární lomové chování betonu. Další část je věnována dnes nejvýznamnější skupině klasických nelineárních modelů kvazikřehkého lomu - modelům kohezivní trhliny - s naznačení přístupu, jakým se tyto modely snaží vystihnout skutečné lomové chování betonu. Na zástupce třídy kohezivních modelů je zde nahlíženo z úhlu pohledu parametrů těchto modelů, jejich významu a metod jejich určování z výsledků lomových testů. Největší pozornost je věnována lomové energii. Lomová energie je jedním ze základních parametrů potřebných pro numerické modelování cementových kompozitů. V předkládané zprávě je prezentován základ zpracovávaného přístupu, který je vyvíjen za účelem eliminace či podchycení vlivu velikosti, geometrie a okrajů tělesa na hodnotu lomové energie určované z výsledků experimentálních testů. V závěrečné části zprávy je prezentována aplikace popsané metodiky včetně výsledků odpovídajících provedenému rozsáhlému numerickému experimentu.

Reasons and consequences of differences between the tensile failure of concrete and the brittle fracture described by linear elastic fracture mechanics (LEFM) are reminded in this brief technical guide. Significance of the fracture process zone (FPZ) existence as a reason for the nonlinear fracture behaviour of concrete is noted. Attention is paid to cohesive crack models with indication of the approach which these models use to capture the real fracture behaviour of concrete. Then parameters of the models are in focus, their meaning and methods of their determination from records of fracture tests. The main attention is devoted to the fracture energy. The fracture energy is the basic parameter necessary for numerical modelling of quasi-brittle fracture. The next part of the report is focussed on the drawbacks of the work-of-fracture method for fracture energy determination. Fundamentals of an elaborated approach are presented which is developed in order to eliminate the specimen size, geometry and boundary effect on the value of fracture energy determined from records of experimental tests. The application of the methodology is shown on selected results of performed extensive numerical experiment.

kvazikřehký lom, modely kohezivní modely, lomová energie, lomová práce, vliv velikosti, vliv geometrie, vliv okrajů tělesa

quasi-brittle fracture, cohesive crack models, fracture energy, work of fracture, size effect, geometry effect, boundary effect

VESELÝ, V.; ŘOUTIL, L.; KERŠNER, Z.

1. 12. 2008

Praha, Česká Republika

1

20

20