我們常說的混凝土的抗壓強(qiáng)度、延性、變形、裂縫等指的都是空氣中的，但是，如果混凝土是用在水中的，這些特性會(huì)發(fā)生變化嗎？
混凝土在圍壓下的破壞狀態(tài)主要取決于軸向主壓應(yīng)力σ1 與圍壓σ2 的比例。σ2/ σ1 ≤ 0.1 時(shí)，混凝土試件發(fā)生柱狀破壞，在σ1的作用下，垂直于σ2的拉應(yīng)變超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度，在試件上形成了平行于主壓應(yīng)力軸方向的裂縫；當(dāng)σ2/ σ1 ≥ 0.2 時(shí)，混凝土試件發(fā)生擠壓流動(dòng)破壞，由于圍壓較大，微裂縫在圍壓作用下不能繼續(xù)發(fā)展，因此，試件不會(huì)形成受拉或劈裂裂縫，此時(shí)不能簡單地用斷裂力學(xué)來討論混凝土的強(qiáng)度問題，需要借助塑性力學(xué)的方法；剪切破壞介于這二者之間，剪切破壞主要是由于軸向主壓應(yīng)力較大而圍壓較小，破壞后試件表面出現(xiàn)斜裂縫，但此時(shí)仍屬于受壓破壞，因?yàn)闆Q定混凝土抗壓強(qiáng)度的仍是縱向劈裂裂縫，破壞仍然是由彎折裂縫串通形成的，斜裂縫只是一種表現(xiàn)形式，為次生破壞。
靜水壓力對(duì)混凝土的作用在圍壓作用下，飽和混凝土裂縫及孔隙中的自由水受混凝土壓縮變形的影響，會(huì)對(duì)裂縫面產(chǎn)生水壓力，孔隙水壓力會(huì)隨著外部荷載的增長而呈線性增長；隨著損傷的發(fā)展，混凝土體積發(fā)生膨脹，混凝土中的孔隙水壓力有所減少。由于在靜水壓力下，加載速度較慢，裂縫中的自由水很容易到達(dá)裂縫尖端，并對(duì)混凝土的開裂起促進(jìn)作用。
在低圍壓下，混凝土材料發(fā)生宏觀軸向劈裂時(shí)，裂縫的最終展開方向與主壓應(yīng)力軸方向平行，可用圖1 （b ）所示的等效裂縫來分析混凝土中的彎折擴(kuò)展裂縫。圖1（a）所示的翼型裂縫、斜裂縫和分支裂縫面上所受的水壓力是相同的，相當(dāng)于對(duì)裂縫施加了一個(gè)劈裂應(yīng)力，可以計(jì)算出斜裂縫面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。
當(dāng)裂縫很多時(shí)，還要考慮裂縫之間的相互影響。通?；炷恋钠茐氖怯善渲械牟糠种骺亓芽p導(dǎo)致的，而考慮兩個(gè)主控裂縫和考慮多個(gè)主控裂縫的結(jié)果相差不超過5 % ，因此在圍壓下計(jì)算混凝土的強(qiáng)度采用圖2 所示的裂縫模型。
混凝土中的裂縫開始開裂時(shí)總是從最容易開裂的角度開始，然后發(fā)展到混凝土的破壞?！洞嘈圆牧霞?xì)觀損傷力學(xué)》（ 馮西橋，余壽文，高等教育出版社，1995）對(duì)裂縫的統(tǒng)計(jì)平均半徑取為0.81cm，摩擦因數(shù)為0.25，無圍壓時(shí)最易開裂的角度為4 2 °，圍壓為2MPa 時(shí)，最易開裂的角度為4 4 °。求得飽和與干燥混凝土在不同裂縫間距下的抗壓強(qiáng)度如圖3 所示。
由圖3 可見，隨著圍壓的增大，混凝土的靜力抗壓強(qiáng)度提高；而裂縫中的水使靜力抗壓強(qiáng)度有所降低。
動(dòng)力下自由水對(duì)混凝土的作用動(dòng)力條件下飽和混凝土裂縫中的水壓力不僅與混凝土的體積變形有關(guān)，還與裂縫的展開速度有關(guān)。快速加載時(shí)，由于裂縫的擴(kuò)展速度較快，裂縫中的自由水不易到達(dá)裂縫尖端，在表面張力的作用下，裂縫尖端的自由水形成了一個(gè)彎月面，對(duì)裂縫尖端產(chǎn)生一種收縮力，阻止裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)展。當(dāng)裂縫發(fā)生快速滑移時(shí)，水的粘性會(huì)對(duì)裂縫的滑移產(chǎn)生黏滯阻力，減少促使裂縫擴(kuò)展的劈裂力。因此在研究圍壓下飽和混凝土的動(dòng)力強(qiáng)度時(shí)，要考慮這兩種自由水的作用。
大量試驗(yàn)表明，動(dòng)力荷載作用下混凝土的破壞形式與靜力荷載相似，但是在動(dòng)力條件下混凝土的抗壓強(qiáng)度提高，且混凝土的動(dòng)力抗壓強(qiáng)度不僅與圍壓有關(guān)，還與加載速度和混凝土的濕度有關(guān)。
