基于超高性能混凝土材料原位散斑及DIC材料断裂分析方法与流程

本发明涉及建筑材料测试分析领域，更具体地说，涉及一种基于超高性能混凝土材料原位散斑及dic材料断裂分析方法。

背景技术：

1、超高性能混凝土因其高比强度、耐久性，被认为是重要的低碳排放的工程结构材料，将在今后国内工程领域受到更加广泛的关注和应用。超高性能混凝土由于物相组成与微观结构的复杂性，导致其破坏形式、材料薄弱区不明确、破坏机理尚不清晰，导致预测超高性能混凝土失效困难，对进一步优化超高性能混凝土力学性能，以及超高性能混凝土在工程结构中的广泛应用形成障碍。

2、近年来，学者将griffith断裂理论引入超高性能混凝土断裂分析，试图通过高通量力学试验，归纳总结建立超高性能混凝土断裂力学模型和断裂参数理论。但人们为了研究的方便，往往忽略超高性能混凝土内部复杂的物相组成及结构，把材料整体当成“黑匣子”，以实验数据进行统计学等发展起超高性能混凝土的本构模型。虽然，以此为基础可以在一定程度上作为工程设计的参考。但是，这些模型往往无法反应超高性能混凝土在应力作用下，内部裂纹萌生、扩展甚至失效的过程。材料的宏观性能与其微观结构有着紧密联系，因此，对超高性能混凝土断裂分析，对于了解超高性能混凝土的宏观断裂机理、优化混凝土的性能具有重要的意义。但目前尚未见基于超高性能混凝土材料原位散斑及dic技术的材料断裂分析方法。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于超高性能混凝土材料原位散斑及dic材料断裂分析方法，可适用于各种尺寸的试件、可实现超高性能混凝土材料裂纹扩展路径原位分析。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于超高性能混凝土材料原位散斑及dic材料断裂分析方法，包括如下步骤：

3、1)打磨待测超高性能混凝土表面，得到原位散斑；

4、2)将待测超高性能混凝土打磨面向外，放置到万能试验机，采集此时表面的原位散斑图像；

5、3)调节万能试验机，使试件处于微小应力状态，设置试验机的加载速率及相应测试条件，设置超高性能混凝土散斑图像采集频率；

6、4)开启dic图像自动采集后，对试件进行加载实验，直至材料失效万能试验机停止加载，关闭dic图像采集系统，即获得加载过程中各时间点超高性能混凝土材料原位散斑图像；

7、5)对采集到的原位散斑图像进行全场应变分析，分析裂纹萌生、扩展路径。

8、上述方案中，在所述步骤3)中，微应力状态中的微应力为0.01～1mpa。

9、上述方案中，在所述步骤4)中，对试件进行加载实验包括压缩测试、拉伸测试和抗折测试。

10、上述方案中，在所述步骤4)中，超高性能混凝土散斑图像采集频率为15～100hz。

11、实施本发明的基于超高性能混凝土材料原位散斑及dic材料断裂分析方法，具有以下有益效果：

12、本发明可用于包括压缩测试、拉伸测试、抗折测试等实验中超高性能混凝土在测试过程中裂纹萌生、扩展路径等原位采集，本发明流程科学、操作简单、可适用于各种尺寸的试件，得到的数据可实现超高性能混凝土材料裂纹扩展路径原位分析，对了解应力状态下超高性能混凝土内部裂纹萌生、扩展甚至失效的过程具有重要意义。

技术特征：

1.一种基于超高性能混凝土材料原位散斑及dic材料断裂分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于超高性能混凝土材料原位散斑及dic材料断裂分析方法，其特征在于，在所述步骤3)中，微应力状态中的微应力为0.01～1mpa。

3.根据权利要求1所述的基于超高性能混凝土材料原位散斑及dic材料断裂分析方法，其特征在于，在所述步骤4)中，对试件进行加载实验包括压缩测试、拉伸测试和抗折测试。

4.根据权利要求1所述的基于超高性能混凝土材料原位散斑及dic材料断裂分析方法，其特征在于，在所述步骤4)中，超高性能混凝土散斑图像采集频率为15～100hz。

技术总结
本发明涉及一种基于超高性能混凝土材料原位散斑及DIC材料断裂分析方法，包括如下步骤：1)打磨待测超高性能混凝土表面，得到原位散斑；2)将待测超高性能混凝土放置到万能试验机，采集原位散斑图像；3)调节万能试验机，使试件处于微小应力状态，设置试验机的加载速率及相应测试条件，设置超高性能混凝土散斑图像采集频率；4)对试件进行加载实验，直至材料失效万能试验机停止加载，获得加载过程中各时间点超高性能混凝土材料原位散斑图像；5)对采集到的原位散斑图像进行全场应变分析，分析裂纹萌生、扩展路径。本发明可适用于各种尺寸的试件，得到的数据可实现超高性能混凝土材料裂纹扩展路径原位分析。

技术研发人员：李叶青,饶梅,俱新疆,万大伟,余松柏,石春芝
受保护的技术使用者：华新水泥股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31