·1284· 工程科学学报，第39卷，第8期 间后含初始损伤的混凝土试样没有无初始损伤的试样 这些均说明初始损伤越大对受腐蚀混凝土声发射产生 强烈，即试件在破裂瞬间释放的能量相对较小.以上 的影响越大 1.0m (a) 15 1.0r (b) 30 0.8 ·应力-应变曲线 0.8 一应力-应变曲线 振铃计数 ■振铃计数 0.6 9 R06 0.4 6 是a4 0.2 0.2 0.4 0.81.2 1.6 2.0 0.8 2 1.6 2.0 应变/103 应变/103 1.0r(c) 应力-应变曲线 0.8 振铃计数 30 30.6 0.2 0.4 0.81.2 1.6 2.00 应变10-3 图9不同初始损伤试件腐蚀300d时应力-应变与声发射数量关系曲线.(a)无初始损伤：(b)初始损伤度为0.1：(c)初始损伤度为0.2 Fig.9 Relationship between AE number and stress-stain curve of concrete with different degrees of initial damage at 300d corrosion age:(a)without initial damage:(b)0.I degree of initial damage;(c)0.2 degree of initial damage 为了进一步研究初始损伤和腐蚀作用对混凝土力 0.83,损伤稳定演化和发展，此阶段开始有新的微裂隙 学性能的影响，定义两种损伤状态，第一种损伤状态为 或微孔隙产生并扩展：加压至第三阶段，损伤开始加 含初始损伤混凝土由硫酸盐腐蚀引起损伤：第二种损 速，呈不稳定发展，损伤因子上升直至等于损伤临界 伤状态为腐蚀受荷引起的总损伤】，应用之前研究中 值，局部承载能力急剧下降，此阶段微裂隙和微孔隙迅 基于声发射特征建立的受腐蚀混凝土损伤演化模 速扩展、汇合和贯通，引起试件的宏观破坏.由变形、 型2】，可得含初始损伤混凝土腐蚀受荷的总损伤演化 损伤的萌生和发展，到宏观裂纹的出现，直至裂纹扩展 方程为： 引起破坏，初始损伤下受腐蚀混凝土的受荷过程逐渐 E,Co-Ca D=1-E0C。 (8) 发展2 由图10可以看出，初始损伤度为0、0.1、0.2的混 式中：D为腐蚀受荷总损伤因子；E。、E,分别为腐蚀前 凝土试样损伤演化第一阶段分别对应为加压至相对应 和腐蚀一段时间后的弹性模量：无损材料整个截面A 完全破坏的累积声发射振铃计数记为C。:断面损伤面 变e/e达0.520.5、0.63的过程，损伤演化第二阶段 积达A,时累积声发射振铃计数记为C:文中将试件 分别对应为相对应变0.52~0.84.0.50-0.84、0.63~ 加载到峰值强度视为破坏，即C取试件达到峰值破坏 0.86的过程，可见，当初始损伤度为0.2时，腐蚀受荷 的累积声发射振铃计数[2] 初期压密阶段更长，而损伤稳定发展阶段缩短，进入加 图10为利用试验数据由式(8)计算得到的不同 速发展阶段，损伤急剧增加，且上升速率更大.这主要 初始损伤下混凝土材料腐蚀300d时的损伤模型演化 是由于初始损伤的存在，产生了大量微孔隙、微裂隙等 曲线.可以看出，初始损伤下混凝土腐蚀受荷的损伤 初始缺陷，加速了损伤的演化.随着初始损伤的增加， 演化大致可分为以下3个阶段（以初始损伤度为0.1 其腐蚀受荷损伤劣化程度越来越严重，当初始损伤度 的试件腐蚀300d为例)：第一阶段试件处于压密和弹 为0.2时，初始损伤对岩石的损伤劣化影响更为显著. 性阶段，应变￡与峰值应变e的比值（即相对应变e/ 例如，在腐蚀300d时，无初始损伤的试样的损伤变量 e)小于0.5，损伤变量趋近于仅由腐蚀引起的损伤为0.45，而初始损伤度为0.1、0.2的试样的损伤变量 D,=0.496,此阶段没有产生新的微孔隙和微裂隙：第 分别为0.496、0.751，后者较无初始损伤下的损伤变 二阶段试件进入塑性变形阶段，相对应变为0.50~ 量分别增加了10%、67%.工程科学学报,第 39 卷,第 8 期 间后含初始损伤的混凝土试样没有无初始损伤的试样 强烈,即试件在破裂瞬间释放的能量相对较小. 以上 这些均说明初始损伤越大对受腐蚀混凝土声发射产生 的影响越大. 图 9 不同初始损伤试件腐蚀300 d 时应力鄄鄄应变与声发射数量关系曲线. (a) 无初始损伤; (b) 初始损伤度为0郾 1; (c) 初始损伤度为0郾 2 Fig. 9 Relationship between AE number and stress鄄stain curve of concrete with different degrees of initial damage at 300 d corrosion age: (a) without initial damage; (b) 0郾 1 degree of initial damage; (c) 0郾 2 degree of initial damage 为了进一步研究初始损伤和腐蚀作用对混凝土力 学性能的影响,定义两种损伤状态,第一种损伤状态为 含初始损伤混凝土由硫酸盐腐蚀引起损伤;第二种损 伤状态为腐蚀受荷引起的总损伤[23] ,应用之前研究中 基于声发射特征建立的受腐蚀混凝土损伤演化模 型[23] ,可得含初始损伤混凝土腐蚀受荷的总损伤演化 方程为: Dm = 1 - Et E0 C0 - Cd C0 . (8) 式中:Dm为腐蚀受荷总损伤因子;E0 、Et分别为腐蚀前 和腐蚀一段时间后的弹性模量;无损材料整个截面 A 完全破坏的累积声发射振铃计数记为 C0 ;断面损伤面 积达 Ad时累积声发射振铃计数记为 Cd . 文中将试件 加载到峰值强度视为破坏,即 C0取试件达到峰值破坏 的累积声发射振铃计数[23] . 图 10 为利用试验数据由式(8) 计算得到的不同 初始损伤下混凝土材料腐蚀 300 d 时的损伤模型演化 曲线. 可以看出,初始损伤下混凝土腐蚀受荷的损伤 演化大致可分为以下 3 个阶段(以初始损伤度为 0郾 1 的试件腐蚀 300 d 为例):第一阶段试件处于压密和弹 性阶段,应变 着 与峰值应变 着c的比值(即相对应变 着 / 着c)小于 0郾 5,损伤变量趋近于仅由腐蚀引起的损伤 Dt = 0郾 496,此阶段没有产生新的微孔隙和微裂隙;第 二阶段试件进入塑性变形阶段,相对应变为 0郾 50 ~ 0郾 83,损伤稳定演化和发展,此阶段开始有新的微裂隙 或微孔隙产生并扩展;加压至第三阶段,损伤开始加 速,呈不稳定发展,损伤因子上升直至等于损伤临界 值,局部承载能力急剧下降,此阶段微裂隙和微孔隙迅 速扩展、汇合和贯通,引起试件的宏观破坏. 由变形、 损伤的萌生和发展,到宏观裂纹的出现,直至裂纹扩展 引起破坏,初始损伤下受腐蚀混凝土的受荷过程逐渐 发展[24] . 由图 10 可以看出,初始损伤度为 0、0郾 1、0郾 2 的混 凝土试样损伤演化第一阶段分别对应为加压至相对应 变 着 / 着c达 0郾 52、0郾 5、0郾 63 的过程,损伤演化第二阶段 分别对应为相对应变 0郾 52 ~ 0郾 84、0郾 50 ~ 0郾 84、0郾 63 ~ 0郾 86 的过程,可见,当初始损伤度为 0郾 2 时,腐蚀受荷 初期压密阶段更长,而损伤稳定发展阶段缩短,进入加 速发展阶段,损伤急剧增加,且上升速率更大. 这主要 是由于初始损伤的存在,产生了大量微孔隙、微裂隙等 初始缺陷,加速了损伤的演化. 随着初始损伤的增加, 其腐蚀受荷损伤劣化程度越来越严重,当初始损伤度 为 0郾 2 时,初始损伤对岩石的损伤劣化影响更为显著. 例如,在腐蚀 300 d 时,无初始损伤的试样的损伤变量 为 0郾 45,而初始损伤度为 0郾 1、0郾 2 的试样的损伤变量 分别为 0郾 496、0郾 751,后者较无初始损伤下的损伤变 量分别增加了 10% 、67% . ·1284·