仪固定位置距离试件顶部的距离；s为计算点位置距离预制裂缝的距离，是变量；t为试件 厚度；〇s为试件第一主应力；〇 轴力产生的正应力；〇M为弯矩产生的正应力；N为试验 机产生的轴力；M为试验机产生的弯矩。
[0065] 本发明的有益效果在于：本发明通过光测与电测方法相结合，在试验中直接测定 起裂荷载，分析试件断裂过程中，断裂过程区应变、应力场分布规律，研究I型裂缝断裂过 程区材料力学行为及断裂过程区形状、大小尺寸等发展情况，形成一套新的较为完整的描 述混凝土断裂过程的分析方法；有效防止新建混凝土结构的危害性裂缝的发生。
【附图说明】：
[0066] 图1是本发明混凝土试件与粘结钢块示意图；
[0067] 图2是本发明混凝土试件与楔形加载架安装示意图；
[0068] 图3是本发明一组试件电测应变与时间拟合曲线图；
[0069] 图4是本发明电测方法与光测方法所得的应力与应变曲线对比图；
[0070] 图5是本发明电测方法与光测方法所得的损伤与应变曲线对比图；
[0071] 图6是本发明楔形加载架受力示意图；
[0072] 图7是本发明试件受力示意图；
[0073] 图8是本发明试件断裂试验过程光测图代表性时刻一；
[0074] 图9是本发明试件断裂试验过程光测图代表性时刻二；
[0075] 图10是本发明试件断裂试验过程光测图代表性时刻三；
[0076] 图11是本发明采集图像系统示意图；
[0077] 图中主要附图标记含义如下：
[0078] 1、粘结钢块，2、预制裂缝，3、加载滑轮，4、支座，5、试件，6、楔形加载架。
【具体实施方式】：
[0079] 下面结合附图对本发明做具体的介绍。
[0080] 图1是本发明混凝土试件与粘结钢块示意图；图2是本发明混凝土试件与楔形加 载架安装示意图；
[0081] 如图1和2所示：本实施例是一种研究混凝土断裂过程区材料力学行为方法，包括 以下步骤：
[0082] (1)制作原级混凝土试件5 ;在试件5顶部预制裂缝2,粘结钢块1 ;所述试件5根 据测试材料制作有三组；每组里包括四个相同的试件5,且对每组里四个试件在24小时内 进行试验处理分析；本实施制作原级混凝土试件5包括以下步骤：
[0083] A、将原级配混凝土拌合物浇筑在提前做好的试模内，对其进行振捣、成型；
[0084]B、拆模、编号、养护，直至规定的试验龄期。
[0085] 本实施例所制试件5的尺寸为300mmX300mmX200mm;所制裂缝2的缝宽为 3_± 1_ ;缝长为150_±2mm;所用钢块1的厚度为30_± 1_，宽度为75_± 1_。
[0086] 同时，本实施例在粘结钢块1时，对所述试件5粘贴面进行了打磨，并通过环氧类 结构胶将钢块与所述试件5粘贴固定；将试件5粘贴面打磨平整、清洁，主要是便于钢块1 通过环氧类结构胶与试件5粘牢。
[0087] (2)测量试件5外形尺寸和楔形加载架6的质量。
[0088] (3)在试件5的预制裂缝2尖端两侧设置应变片；在试件5底部标出四分点的位 置。
[0089] (4)将试件5通过加载滑轮3连同楔形加载架6安装到试验机上；在预制裂缝2中 间安装刀口薄钢板；安装时，将试验机上下承压板擦干净，然后安装试件5,将试件5、加载 滑轮3、楔形加载架6安放在合适的位置，保证上下对中；在试件5顶端的两侧固定设置夹 式引伸仪；测量试件5在试验时裂缝开展的线性位移。
[0090] (5)通过试验机对试件5进行加载，本实施例所述试验机是万能油压试压机；加载 速率均匀而且连续，加载的同时，利用动态应变仪通过应变片采集数据；图11是本发明采 集图像系统示意图；如图11所示，利用高精度CCD相机对试件表面图像进行采集；所述高 精度CCD相机采用百万像素镜头，且在图像采集过程中，本实施例还利用高亮LED直流光源 对试件5进行补光；直至试件5被破坏；加载时，采用裂缝口张开位移进行控制，同时依据 所获取的图像确定混凝土的起裂荷载，整个试验在计算机屏幕上同步显示出F-V曲线；F为 万能油压试验机对试件5施加的力，加载的速度在实验中根据情况进行调整，V为夹式引伸 仪测得的裂缝张开位移，夹式引伸仪与万能油压试验机的电脑相连，即可实现在显示器中 观察到裂缝张开位移的变化；如图8、9、10所示，通过三个代表性时刻的光测图可以看出， 混凝土试件5的断裂在沿着预制裂缝逐渐开展扩大，云图颜色的深浅程度表示应变的变化 情况，可以较完整清晰地还原开裂的整个过程。
[0091] (6)对采集数据和采集图像进行处理分析，得到分析结果；
[0092] 本实施例对采集数据和采集图像进行分析处理包括以下步骤：
[0093] A、弹性模量E的计算：
[0094]
[0095] 式中：
[0096] a。是预制裂缝2长度；h。是刀口薄钢板的厚度；h是试件5高度；
[0097] Cl是时间的初始V/F值，F为对试件5施加的力，V为夹式引伸仪在试件5上测得 的裂缝张开位移，由试件F- V曲线的上升段之直线段上任一点的V、F计算，Cl= V夕匕；
[0098] B、临界有效裂缝长度的计算：
[0099] L
,1
[0100] 式中：
[0101] h。是刀口薄钢板的厚度；Vc是裂缝口张开位移临界值；h是试件5高度；
[0102] E是计算弹性模量；t是试件5的厚度；FH_是最大水平荷载；
[0103] C、失稳断裂韧度的计算：
[0104]
[0105]
[0106] FH_是最大水平荷载；t是试件5的厚度；h是试件5高度；a。是预制裂缝2长度；
[0107] FH_应按下式计算：
[0108]
[0109]式中：
[0110] m是楔形加载架6的重量，若楔形加载架6固定在试验机上则不计入；g是重力加 速度，取 9. 81m/s2;
[0111] D、起裂韧度的计算：
[0112]
[0113]
[0114] FHQ是起裂水平荷载；a。是有效裂缝长度，
[0115] FHQ按下式计算
[0116] 式中，FQ是起裂荷载；
[0117] 根据起裂韧度确定断裂韧度，所述断裂韧度以每组多个试件5测得的起裂韧度算 术平均值作为试验结果，剔除掉超出平均值15%的试件；
[0118] E、裂缝图像分析：
[0119] 通过Matlab的ImageProcessing工具箱对采集到的裂缝图像进行处理和分析，所 述处理和分析包括裂缝定位、图像分割、裂缝宽度测量、裂缝长度测量、裂缝密度；具体分别 由裂缝定位、图像分割、裂缝宽度测量、裂缝长度测量、裂缝密度计算五个模块实现；
[0120] ②裂缝定位模块：
[0121] 主要通过人机交互的方式确定结构物图像中裂缝区域的范围，或需分析计算的范 围，以便进一步分析和测量计算；
[0122] ②图像分割模块：
[0123] 实现结构裂缝图像阀值化分割、形态学除噪、孔洞孔隙填充、边缘光滑、形态学重 构、边缘跟踪等一系列功能，最终获取裂缝边缘边界像素坐标数组；
[0124] ③裂缝宽度测量模块：
[0125] 通过距离函数找到分布于观测线两侧的相邻裂缝边界像素点，再通过插值求出观 测点和裂缝边缘的交点，最后求出观测线在裂缝之间的线段长度，所得即为观测线处的裂 缝宽度；
[0126] ④裂缝长度测量模块：
[0127] 在图像分割后的基础上，将图像转成黑白二值图像并置白后，再对图像中裂缝部 分标一记描述，最后描述属性选择裂缝外切椭圆的长轴长度，这是与目标物具有相同二阶 中心矩的椭圆的长轴，由于裂缝边缘是不规则的，进行累加计算后结果可以近似地认为等 于长轴；