大温差和应力耦合作用下混凝土的疲劳寿命分析
Analysis of fatigue life of concrete under the coupling effect of large temperature difference and stress
关键词：
混凝土；界面过渡区；疲劳寿命；大温差；应力；水胶比；预测模型
Key words：
Concrete; Interfacial transition zone; Fatigue life; Large temperature difference; Stress; Water-binder ratio; Prediction model
刊期：
2025年第7期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2025.07.001.05
文章编号：
基金项目：
国家自然科学基金项目（52308261）；内蒙古自治区直属高校基本科研项目（JY20220139、ZTY2023061）；内蒙古自治区硕士研究生科研创新项目（S20231140Z）；地方高校改革发展资金项目。
作者：
时金娜1，2，李 伟1，路 延1，吕 凯2
单位：
1.内蒙古工业大学 土木工程学院，内蒙古 呼和浩特 010051；2.河海大学 土木与交通学院， 江苏 南京 210024
摘要
摘 要：对不同应力水平（0.80、0.85、0.90）、大温差（-50 ℃、70 ℃）循环下不同水胶比（0.36、0.39、0.42）混凝土的疲劳寿命进行了研究，并考虑界面过渡区建立了基于大温差环境下混凝土疲劳寿命预测模型。结果表明：随着温差循环次数、应力水平、水胶比的增加，试件的疲劳寿命均降低；水胶比越大，温差循环次数越多，界面过渡区因子的降低越明显，对界面过渡区的影响也越大；所建立的基于界面过渡区的混凝土疲劳寿命预测模型拟合效果良好。
Abstract: The fatigue life of concrete with different water-binder ratios (0.36, 0.39, 0.42) under different stress levels (0.80, 0.85, 0.90) and large temperature differences (-50 ℃, 70 ℃) cycles was studied, and a fatigue life prediction model for concrete under large temperature difference environment was established considering the interface transition zone. The results show that as the number of temperature difference cycles, stress level, and water-binder ratio increase, the fatigue life of the specimens decreases. The larger the water-binder ratio, the more temperature difference cycles occur, and the more significant the decrease in the interface transition zone factor, which also has a greater impact on the interface transition zone. The established concrete fatigue life prediction model based on interface transition zone has a good fitting effect.
结论
（1）温差循环次数对不同水胶比混凝土中界面过渡区因子的影响不同。水胶比越大，随着温差循环次数的增加，界面过渡区因子的降低越明显，对界面过渡区的影响也越大。因此，为了提高混凝土的使用寿命，在大温差地区建议选用较小水胶比的混凝土。
（2）基于界面过渡区提出了大温差地区混凝土疲劳寿命预测方程，该公式拟合效果较好，可为大温差地区预测混凝土的疲劳寿命提供参考。
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引用本文
时金娜,李伟,路延,等.大温差和应力耦合作用下混凝土的疲劳寿命分析[J].混凝土与水泥制品,2025(7):1-5.
SHI J N,LI W,LU Y,et al.Analysis of fatigue life of concrete under the coupling effect of large temperature difference and stress[J].China Concrete and Cement Products,2025(7):1-5.
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