基于损伤应变场的岩石混凝土类脆性材料断裂分析方法

A research method for fracture of brittle materials like rock and concrete based on damage strain field

岩石混凝土类脆性材料在外力作用下发生断裂破坏时的应变非常小,而局部微小裂纹引起的损伤应变将远大于其破坏应变。通过数字图像相关技术测量的损伤应变场可以判断出局部微裂纹或局部微损伤发生的位置及其扩展和汇聚的力学行为。本文通过实验研究了混凝土准静态弯拉破坏、岩石拟动力压缩破坏和拱坝模型冲击破坏过程中的损伤应变场分布。研究表明:混凝土受拉表面的损伤应变场预测了其裂纹产生的位置和扩展的路径;岩石在动力作用下的表面损伤拉应变场与其破坏形态密切相关;拱坝在冲击荷载作用之后,其损伤位置也可以用损伤应变场来预测。因此,基于数字图像相关技术测量的损伤应变场可以用来分析岩石混凝土类脆性材料的断裂行为。这项技术是一种能用于结构损伤预测和破坏监测的工程方法。