试验过程中,随着横向载荷增大试件挠度不断增大,两个块体反向转动形成拱梁,拱铰处形成集中压力,当此压力达到一定值时,拱铰出现破坏。破坏是一个渐进过程,首先在试件表面附近出现平行于上下表面的初始细小裂纹,拱铰挤压面局部压碎,见图4.14(a)所示。试验表明,初始细小裂纹形成于力臂系数与挠度关系曲线峰值附近。随着挠度增大,初始裂纹处表皮脱落,见图4.14(b)所示。随着挠度进一步增大,在拱铰处形成更长的裂纹,挤压面压碎范围增大,出现新的脱落,见图4.14(c)所示,此过程不断循环,最终导致试件的破坏。试验表明,两侧拱铰挤压破坏程度较轻,其原因是两个方面:第一,跨中挤压面两侧块体发生反方向转动造成挤压面积较小,两侧挤压面只是块体转动而挡板不动,挤压面积较大;第二,两侧挡板作用于试件的摩擦力不利于试件表面裂纹的形成。
图4.3 跨厚比为7初始应力比为0时拱梁变形曲线
图4.4 跨厚比为7初始应力比为0.2时拱梁变形曲线
在试验方案No.7~No.11中,初始纵向载荷较高,初始应力比达到了0.5~0.8,在初始纵向载荷作用下试件已形成了一定规模的初始破坏,在试件表面形成的沿长度方向裂纹也说明了这一点,因此施加横向载荷后试件破坏明显较快。试件跨中拱铰破坏情况见图片4.4~图片4.6所示。
图片4.4 跨厚比为7跨中拱铰破坏情况
图片4.5 跨厚比为10跨中拱铰破坏情况
图片4.6 跨厚比为1跨中拱铰破坏情况
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