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，對工程結(jié)構(gòu)造成危害，混凝土脆斷的測試研究尤為引人注目。

三點(diǎn)彎曲裂縫測試

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)測量技術(shù)方案

傳統(tǒng)的三點(diǎn)彎曲測試，采用應(yīng)變計來檢測裂紋，由于無法預(yù)測混凝土裂縫出現(xiàn)的初始位置，應(yīng)變計無法進(jìn)行全場測量，因此，很難收集到道裂縫發(fā)生的測量數(shù)據(jù)。

此外，由混凝土材料在彎曲加載下，會發(fā)生較大范圍的變形或斷裂，應(yīng)變計在試件出現(xiàn)斷裂時容易損壞。應(yīng)變計也無法檢測斷裂的關(guān)鍵時刻，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，采用三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)，可跟蹤物體表面散斑圖案的變形過程，計算散斑域的灰度值的變化，從而得到被測物表面的變形和應(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。

對混凝土試樣進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)

三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)可實(shí)時計算數(shù)據(jù)

使用三維全場應(yīng)變測量系統(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量區(qū)域，不受材料和測試場地限制，并且無需進(jìn)行耗時的準(zhǔn)備工作。

混凝土作為一種脆性材料，其破壞肯定是突然的，三維全場應(yīng)變測量系統(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。三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)可記錄材料混凝土試件從開始加載到失效的變形情況，測量結(jié)果可視化直觀呈現(xiàn)，以便做進(jìn)一步的分析評估。

混凝土試件試驗(yàn)裂紋檢測

仿真模型驗(yàn)證

采用有限元仿真模擬，可以確定三點(diǎn)彎曲測試混凝土的負(fù)荷情況，并對混凝土性能作出可靠的預(yù)測。三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)實(shí)測數(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，斷裂演化過程和斷裂韌度，從而使得混凝土裂縫應(yīng)力、位移場的分析數(shù)據(jù)化，更為科學(xué)合理地描述混凝土的斷裂性能。