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水养护试件进行对比。为消除试件裂缝中残余水对气压劈裂试验的影响，气压劈裂试验开始之前，向
预设裂缝通入高速气流，将裂缝中的残余水吹净；同样的，水力劈裂试验开始之前，也需要向预设裂
缝通劈裂液体排气。混凝土材料具有明显的应变率敏感性，为消除因应变率敏感性可能引起的误差，
在气压劈裂和水力劈裂试验的加压过程中，严格控制加压速率，加压均采用梯级递增加载，每次升压
０．１ＭＰａ，稳压过程 １５ｍｉｎ，可视为静态加载过程。试验过程中持续记录试件外观变化和裂缝中的水压
值，共进行了 １６组对比试验（见表 ２）。
对比水力 劈 裂 和 气 压 劈 裂 试 件 破 坏 照 片 发 现， 表 ２ 混凝土水力劈裂和气压劈裂的对比试验结果
试件的劈 裂 总 是 沿着平 行 于 预 埋 裂 缝 的 方 向 发 展，
养护 养护 抗压强度? 临界劈裂压力?ＭＰａ
序号
将试件劈成两半（如图 ４（ｂ）、图 ５（ｂ）所示）。气压 情况 龄期?ｄ ＭＰａ 水力劈裂 气压劈裂
劈裂如图 ４所示（铁丝是安全措施，已为试件变形留 １ ２．６ ２．０
标准
出足够空间），试件发生临界破坏时在与预埋裂缝共 ２ ７ １８．４ ２．５ ２．１
养护
面的试件外表面瞬间产生裂缝，试件内的高压气瞬
３ ２．５ １．８
间被释 放，同 时 伴 随 有 轻 微 的 爆 破 声，试 验 停 止。
４ ４．４ ３．３
水力劈裂如图 ５所示，与气压劈裂相同，试件发生 洒水
５ ２８ ２６．７ ３．１
养护
临界破坏时，试件表面瞬间产生裂缝，高压劈裂液
６ ２．７
体瞬间被释放，试验停止。由于劈裂液体的压缩比
７ ３．２
远小于气体压缩比，水力劈裂试件发生破坏时没有
８ ＞４．３ ３．０
爆破现象。
９ 洒水 ３．４ ３．１
文献［ ２５］指出混凝土中液体对混凝土强度的影 ２９ ２５．９
１０ 养护 ４．１ ２．９
响主要表现在液体的黏性和表面张力作用，前者常
１１ ３．７ ３．１
见于物理现象—Ｓｔｅｆａｎ效应 ［２６］ ，即被薄水膜分离 的
１２ ３．０
两块板被拉开时，这两块板之间存在黏附力，通常
１３ ４．２ ２．２
用来解释动态加载下，混凝土的动态抗拉或抗压强
１４ 标准 ４．９ ２．５
度随着应变率的增加而增大的现象，认为湿混凝土 ３０ ２３．８
１５ 养护 ４．１
中的水引 起 的 黏 滞力随 着 应 变 速 率 的 提 高 而 增 加，
１６ ４．６ ３．１
阻碍了裂纹的扩展，从而提高了混凝土的动力强度；
注：相同序号下的水力劈裂和气压劈裂试验，表示两个试件
对于液体的表面张力，则直接和液体的物理性质相
同步进行试验，增荷步骤相同；受各种意外因素的影响，表
关，可视为一 常 数。因 此，表 ２的 试 验 结 果 显 示，
中存在试验不满足要求的样本。
在准静态加载条件下，同一组试件的水力劈裂临界
水压明显大于气压劈裂的临界气压，可认为是混凝土裂缝里的高压水存在表面张力效应，使得混凝土
的抗水力劈裂能力提高了。

图 ４ 气压劈裂试件

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