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混凝土是一種多相復(fù)合材料，抗拉強(qiáng)度低，混凝土骨料與水泥漿的粘結(jié)界面是薄弱環(huán)節(jié)，在外力載荷作用下，容易貫通成裂紋，并發(fā)展長(zhǎng)大，擴(kuò)展成宏觀裂縫，并最終出現(xiàn)低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象，對(duì)工程結(jié)構(gòu)造成危害，混凝土脆斷的測(cè)試研究尤為引人注目。

三點(diǎn)彎曲裂縫測(cè)試

混凝土抗彎性能與次裂紋的出現(xiàn)有關(guān)，斷裂韌度是材料抵抗裂縫擴(kuò)展能力的反映，是描述斷裂性能的重要參數(shù)。混凝土斷裂韌度常采用三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)確定，可研究初始裂縫尺寸及材料組成特性等因素對(duì)混凝土斷裂韌度的影響。

另外，混凝土的可變形性，隨著服役年限的增長(zhǎng)而降低，了解材料在不同壽命階段的行為至關(guān)重要。三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)可清晰顯示混凝土載荷和裂縫限制，測(cè)試結(jié)果有助于開發(fā)混凝土材料配方，以便于優(yōu)化和提升混凝土材料的抗拉性能。

DIC光學(xué)測(cè)量技術(shù)方案

傳統(tǒng)的三點(diǎn)彎曲測(cè)試，采用應(yīng)變計(jì)來(lái)檢測(cè)裂紋，由于無(wú)法預(yù)測(cè)混凝土裂縫出現(xiàn)的初始位置，應(yīng)變計(jì)無(wú)法進(jìn)行全場(chǎng)測(cè)量，因此，很難收集到道裂縫發(fā)生的測(cè)量數(shù)據(jù)。

此外，由混凝土材料在彎曲加載下，會(huì)發(fā)生較大范圍的變形或斷裂，應(yīng)變計(jì)在試件出現(xiàn)斷裂時(shí)容易損壞。應(yīng)變計(jì)也無(wú)法檢測(cè)斷裂的關(guān)鍵時(shí)刻，并記錄混凝土試樣表面的變形。

數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）技術(shù)是一種有效測(cè)量物體表面應(yīng)變和變形的方法，在研究混凝土三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中，采用三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，可跟蹤物體表面散斑圖案的變形過(guò)程，計(jì)算散斑域的灰度值的變化，從而得到被測(cè)物表面的變形和應(yīng)變數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)從、不同角度觀察裂紋的擴(kuò)展和演化。

對(duì)混凝土試樣進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)

三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)可實(shí)時(shí)計(jì)算數(shù)據(jù)

使用三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)可記錄混凝土三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可從不同的角度和不同的測(cè)量區(qū)域，不受材料和測(cè)試場(chǎng)地限制，并且無(wú)需進(jìn)行耗時(shí)的準(zhǔn)備工作。

混凝土作為一種脆性材料，其破壞肯定是突然的，三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)是非常理想分析工具。在試驗(yàn)中，混凝土樣品受到試驗(yàn)機(jī)的載荷，直到其失效。三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)可記錄材料混凝土試件從開始加載到失效的變形情況，測(cè)量結(jié)果可視化直觀呈現(xiàn)，以便做進(jìn)一步的分析評(píng)估。

混凝土試件試驗(yàn)裂紋檢測(cè)

仿真模型驗(yàn)證

采用有限元仿真模擬，可以確定三點(diǎn)彎曲測(cè)試混凝土的負(fù)荷情況，并對(duì)混凝土性能作出可靠的預(yù)測(cè)。三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，可以比較和驗(yàn)證仿真數(shù)據(jù)，便于調(diào)整和優(yōu)化模擬參數(shù)。

混凝土斷裂韌度與材料的構(gòu)成和阻裂帶的“強(qiáng)弱”等因素密切相關(guān)，在分析測(cè)試結(jié)果的基礎(chǔ)上，可以分析三點(diǎn)彎曲載荷影響下混凝土斷裂初始位置，斷裂演化過(guò)程和斷裂韌度，從而使得混凝土裂縫應(yīng)力、位移場(chǎng)的分析數(shù)據(jù)化，更為科學(xué)合理地描述混凝土的斷裂性能。