基于非接触式观测技术的FRP/ECC复合材料反复受拉本构关系模型

考虑不同种类的纤维复合材料(FRP)格栅、格栅层数及加卸载循环方式,采用非接触式观测技术(DIC)和传统应变片测量方法,对 FRP 格栅与 ECC 复合材料试件进行了单轴反复拉伸试验,研究复合材料的轴向抗拉力学性能,验证 DIC 非接触式观测技术的有效性。在试验结果的基础上,提出了 FRP/ECC复合材料反复受拉本构关系模型。试验结果表明,玄武岩(BFRP)格栅/ECC 能充分地发挥纤维格栅的材料性能和 ECC 基体的高延伸性和多点开裂特性,显著提高 ECC 基体的极限抗拉强度。不同循环加载方式对 FRP/ECC 复合材料试件的加卸载路径有显著影响,但对其极限应力/应变的影响较小。BFRP/ECC 复合材料的变形恢复能力要优于 CFRP/ECC 复合材料的变形恢复能力。DIC 非接触式观测技术能有效地捕捉到试件的开裂,观测裂缝的萌生、发展过程,获得破坏形态,获得应力-应变全曲线。计算结果表明,建议的应力-应变关系模型与试验结果吻合较好,可以有效地预测 FRP/ECC 复合材料的反复受拉本构关系。

基于非接触式观测技术的再生骨料混凝土断裂性能分析

采用非接触式观测技术(DIC)和传统电测法,对不同再生粗骨料取代率(0%、30%、50%、70%、100%)的混凝土进行三点弯曲梁断裂性能试验,得到双K断裂参数、裂缝口张开位移(CMOD)、裂缝尖端张口位移(CTOD)、裂缝扩展长度(Δa)以及裂缝扩展路径,验证DIC非接触观测技术的有效性。结果表明:当再生骨料取代率为100%时,起裂韧度和失稳韧度分别下降了15.81%和15.39%;随着再生骨料取代率的增大,PCMOD、P-CTOD、P-Δa曲线下降段斜率增大;DIC方法能够有效捕捉到裂缝的扩展过程,并且与夹式引伸计测得的CMOD值二者吻合良好;CTOD的DIC实测值和公式计算值变化趋势较为一致;在试验结果的基础上,通过P/P_(max)与Δa/Δac的关系拟合曲线,可以获得不同再生骨料取代率的试件在不同荷载下的Δa估算值。