环法可用来研究由于收缩产生应力对混凝土抗裂性影响。在研究水泥浆和砂浆抗裂性时，由于水泥浆和砂浆环收缩能沿环比较均匀地分布，所以试验效果明显。而混凝土中由于粗集料存在，使混凝土环表面水分蒸发受到定阻碍，从而使试件干燥程度不同如受约束内表面和外表面间存在湿度梯度，外表面不能沿环均匀收缩再加上粗集料对裂缝限制分散作用，使混凝土表面推迟甚至不出现开裂，裂缝小且杂乱分散，不利于裂缝观测和抗裂性评价。总而言之，与平板法相比，圆环法给混凝土提供了近似完全均匀约束，在很大程度上体现了混凝土在约束条件下收缩和应力松弛综合作用，能有效地评价混凝土抗裂性能。但对于混凝土抗裂性试验来说，圆环法测试时间长，敏感性差试件通常要经过较长时间才会出现初始裂缝，有时甚至因敏感性差而不出现裂缝。单轴约束收缩试验为了评价大体积混凝土在温度场和强约束边界条件共同作用下混凝土抗裂性，诞生了种新混凝土抗裂性评价方法温试验机原理温度应力试验机试验方法温度应力试验结果分析和评定方法本章小结试验机关键影响因素分析及误差计算试验机最大荷载量程试验机刚度，直径研究确定位移测量温度方面本章小结温度应力试验机误差分析试验机步长总体误差分析其他可能影响温度应力试验机误差因素本章小结结论与展望结论展望参考文献致谢万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文绪论研究背景混凝土自其问世以来，直以其坚固耐久等特性成为工程建设中不可或缺主要建筑材料。它在世界上应用最广用量最大而且几乎是随处可见。由于混凝土热力学特性，使得它是种脆性易开裂材料。如果种混凝土结构在温度和湿度变形引起体积变化情况下，能够自由收缩和膨胀，那么这种结构混凝土就不会开裂。然而实际上，混凝土各部分在不同程度上都受到定约束，不能自由收缩，当产生拉应力大于抗拉强度时就会产生裂缝。在水工混凝土结构中，开裂问题非常严重和普遍。尤其是早期各种收缩现象因受约束产生应力而导致开裂，已经成为结构混凝土劣化重要原因。其中，大体积混凝土裂缝问题更为人们所重视。对于混凝土大坝而言，裂缝存在和发展不仅影响外观，而且还可能破坏坝体结构整体性，使其承载力受到定程度削弱同时还可能带来渗漏钢筋锈蚀保护层剥落混凝土碳化加快耐久性降低等系列问题，严重者甚至会危及建筑物正常使用和缩短建筑物使用寿命。大体积混凝土具有体积大数量多工程条件复杂和施工技术要求高等特点，在设计和施工中除了必须满足强度刚度整体性和耐久性要求外，还必须控制温度变形裂缝开展，保证结构整体性和建筑物安全。因此，控制温度应力和温度变形裂缝扩展，是大体积混凝土设计和施工中个重要课题。过去大体积混凝土定义主要根据几何尺寸，当混凝土几何尺寸大于尺寸或可能出现混凝土内外温差超过定值时，就被认为是大体积混凝土，国际上般采用作为界限。世纪年代以后，大体积混凝土定义有了改变，美国混凝土协会给出了新定义任何现浇混凝土，其尺寸达到必须解决水化热及随之引起体积变形问题，以最大限度减少开裂影响，即成为大体积混凝土。从这点上就可以看出，人们越来越重视大体积混凝土裂缝问题。大坝混凝土早期热力学特征及裂缝控制仍未能很好地得到解决，主要原因之在于大坝混凝土早期相关性能技术参数较为复杂，测试上也存在定难度。实际工程中，些裂缝在大坝混凝土施工期即已出现，此时工程尚未投入运行，还没有承受荷载，裂缝主要是温度和收缩变形引起。我国工程设计部门在计算大坝混凝土温度和收缩变形时大部分采用是混凝土硬化后热力学参数，与混凝土施工早期热力学参数有定区别，如果不考虑这些区别，得到温度应力和变形计算结果与实际情况难免出现偏差。另外，大坝混凝土早期热力学特征研究另难点就在于性能参数测试方法，大坝混凝土硬化后期热力学参数都是在标准试验状态下测得，而大坝混凝土早期部分关键热力学性能万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文参数测试还没有统方法。开展大坝混凝土早期热力学特征及开裂机理研究，以下六大方面是需解决主要问题在实际温度场作用下，大坝混凝土早期热学力学变形性能测试技术及其发展规律实际温度场和约束条件下，大坝混凝土抗裂性综合试验方法和综合抗裂性指标大坝混凝土组成材料及配合比对其早期热学力学变形性能和综合抗裂性影响规律水工混凝土施工期保温及养护措施对其防裂效果影响水工混凝土早期开裂机理及三维非线性有限元仿真分析人工气候环境条件下典型水工混凝土结构模型综合抗裂试验。因此，对材料抗裂性能进行评价并作为设计施工与原材料选用依据，已成为当今些工业国家混凝土研究领域热点与难点。与之相适应，国际上对可模拟工程实际条件抗裂试验设备研制开发也成为热点与难点。温度应力试验研究现状近年来，在以约束为前提条件进行混凝土开裂试验和研究方法方面，主要意见和相关工作包括理论研究，探讨早期混凝土水化机理热力学性能变形性能，尤其是混凝土早期黏弹性和徐变强度弹性模量以及损伤等随时间发展规律。探索和改进混凝土受约束试验方法，尤其是适用于混凝土早期变形行为和针对特定混凝土式样试验方法。目前，主要研究开发约束试验方法有圆环约束试验平板约束试验和单轴约束试验等三种，其各自特点如下。平板式约束收缩开裂试验混凝土抗裂性平板实验装置如图及试验方法由美国圣约瑟大学提出。试件为平板状，由放置在周边形钢筋网提供约束，试模内部底面上铺层塑料薄膜，以减少对混凝土约束。试件浇筑后，用太阳灯和电风扇让其快速脱水，收缩小时后测定裂缝长度和宽度。万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文塑料薄膜混凝土钢模底板短钢柱图法平板式试验装置上述实验方法采用开裂评价指标为收缩裂缝指数。根据裂缝宽度，将裂缝分为大中小细种类型，定义其度量指数分别为，每度量指数乘以其相应裂缝长度，相加后即为该试件收缩裂缝指数。平板法具有简单易操作特点，能迅速有效地研究混凝土和砂浆塑性干缩性能。但是它只能部分不均匀约束混凝土收缩变形，且实验结果对试件尺寸材料特性配筋情况环境状况等依赖性很大，在裂缝量化与后期处理方面存在不足，因裂缝产生无规律性，使得无法精确地堆混凝土开裂进行评价，而且平板试验方法只能提供部分不均匀约束，不利于相互比较及标准化。环形约束收缩开裂试验为避免平板法约束不均匀缺陷，目前也采用了种圆环限制收缩开裂试验方法。实验装置由个钢制圆环和聚氯乙烯外环模组成，两个环被固定在木制底板上，混凝土在两环之间成型为环状试件，试样成型并拆除外模后，试件顶部用硅橡胶密封，只允许试件外表面收缩，裂缝宽度用专门设计显微镜测定，所得结果是混凝土总收缩引起开裂和裂缝宽度如图。万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文混凝土环钢环木制底板聚氯乙烯垫圈硅橡胶密封层钢模图圆环法试验装置示意图试验方法浇筑混凝土后，通过贴在钢环上个应变计监测钢环应变发展来测定试件开裂时间。应变计应变值出现下降时间为混凝土开裂时间，记录开裂后裂缝宽度及开裂模式。试件开裂后再观测天，记录应变发展过程和裂缝宽度。然后用倍显微镜沿环高度方向观测裂缝宽度，将环高度分为等份，即沿环高度方向平均取个点，个宽度读数平均值为此裂缝宽度。测定裂缝长度和宽度，用裂缝开裂面积或宽度表述混凝土抗裂性能。圆环法约束实验装置约束程度普遍不高，这导致试样开裂敏感性较低。在圆环法试验装置中，试样内外环表面平均拉应力相差很小，且环向拉应力远大于径向压应力，因此可以近似认为内钢环提供均匀约束应力，收缩沿厚度均匀分布。圆环法可用来研究由于收缩产生应力对混凝土抗裂性影响。在研究水泥浆和砂浆抗裂性时，由于水泥浆和砂浆环收缩能沿环比较均匀地分布，所以试验效果明显。而混凝土中由于粗集料存在，使混凝土环表面水分蒸发受到定阻碍，从而使试件干燥程度不同如受约束内表面和外表面间存在湿度梯度，外表面不能沿环均匀收缩再加上粗集料对裂缝限制分散作用，使混凝土表面推迟甚至不出现开裂，裂缝小且杂乱分散，不利于裂缝观测和抗裂性评价。总而言之，与平板法相比，圆环法给混凝土提供了近似完全均匀约束，在很大程度上体现了混凝土在约束条件下收缩和应力松弛综合作用，能有效地评价混凝土抗裂性能。但对于混凝土抗裂性试验来说，圆环法测试时间长，敏感性差试件通常要经过较长时间才会出现初始裂缝，有时甚至因敏感性差而不出现裂缝。单轴约束收缩试验为了评价大体积混凝土在温度场和强约束边界条件共同作用下混凝土抗裂性，诞生了种新混凝土抗裂性评价方法温张士海,覃维祖,张涛等混凝土早期抗裂性能评价单轴约束试验方法进展混凝土与水泥制品林志海混凝土早期开裂试验评价研究北京清华大学土木工程系建筑材料研究所,林志海,覃维祖,张士海,等混凝土早期温度应力发展与抗裂性能评价建筑技万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文术张涛,覃维祖混凝土早期开裂敏感性评价混凝土,张涛,覃维祖混凝土早期徐变对开裂敏感性影响工业建筑任朝志温度应力试验机温湿度控制系统设计武汉武汉理工大学自动化学院,林训杰温度应力试验机试件裂纹图象识别系统设计武汉武汉理工大学自动化学院,周志锋温度应力试验机荷载控制系统设计武汉理工大学,马武温度应力试验机温度控制多模型模糊控制算法研究武汉理工大学张国志,屠柳青,夏卫华,等混凝土早期开裂评价指标研究混凝土,胡曙光,陈静,丁庆军,等约束可调式单轴温度应力试验机胡曙光,陈静,周志锋,等约束可调式单轴温度应力试验机控制系统武汉理工大学学报蔡跃波,丁建彤基于温度应力试验机大坝混凝土控裂性综合评价东南大学学报自然科学版丁建彤,陈波,蔡跃波,等温度历程对早龄期混凝土抗裂性影响江苏大学学报自然科学版陈波,丁建彤基于温度应力试验机水工混凝土控裂性试验方法混凝土,陈波,孙伟,丁建彤基于温度应力试验混凝土抗裂性研究进展硅酸盐学报陈波,孙伟,丁建彤温度应力试验方法建立混凝土万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文朱伯芳大体积混凝土温度应力与温度控制北京中国水利水电出版社,朱伯芳混凝土极限拉伸变形与龄期及抗拉抗压强度关系土木工程学报,钢筋混凝土结构设计规范公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范混凝土结构设计规范万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文致谢行文至此，三年研究生生活也接近尾声，回顾这三年，心中充满不舍与感激。不舍这生活了七年校园，不舍陪伴我成长良师益友，感谢你们。首先我要衷心感谢我导师黄达海教授。您不仅学识渊博治学严谨，在学习上给了我很多指导和帮助，而且为人谦和平易近人关心学生尽职尽责，以自己实事求是为人处世作风和充满激情生活态度来深深感染周围人，当然，我受益匪浅，您教导将使我受益终生。衷心感谢您这三年来支持与帮助，我会铭记于心。在此，谨向黄老师及家人表示最崇高敬意和最美好祝福。我还要特别感谢李洋波老师帮助，李洋波老师在学习和生活中给了我很大帮助，亦师亦友，在此，衷心祝福您工作顺利生活幸福。同时我还要感谢辛建达博士石南南博士徐徐杰王飞尹文俊丰辉袁凤娟等几位同窗好友，路同行，感谢你们在学习上给予帮助和在生活上照顾感谢工作室起成长生活学习师弟师妹们。感谢你们，祝福你们！最后，