1.背景介紹
黃土裂縫損傷是影響黃土基建的潛在風險的重要指標。例如，它可以用于預測和識別由黃土材料制成的結構的失效，從而提高結構的安全性。它還可用于分析水力壓裂、地面建筑保護、邊坡穩(wěn)定、地下挖掘等。因此，加強對黃土裂縫損傷特征的認識至關重要。 近年來巖土工程研究人員越來越關注裂縫損傷，三點彎曲測試根據ASTM標準，常用于確定斷裂損傷研究中土體的斷裂韌性。本研究借助三點彎曲試驗了解未燒制干燥土的斷裂損傷特性 。
2.研究內容
西安科技大學閆老師科研團隊對具有4種不同預制裂縫的半圓形黃土試件進行了三點彎曲試驗，并將高速攝像機和聲發(fā)射監(jiān)測設備納入實驗裝置監(jiān)測斷裂損傷過程。分析了力學特性、裂紋演化和聲發(fā)射信號，研究了斷裂強度和斷裂損傷模式。該結果將有助于識別和預測巖土材料結構中的故障，為預防和控制建筑物危機提供有價值的參考。
實驗裝置由三個監(jiān)測系統(tǒng)組成：力-位移、千眼狼-2F04高速攝像機（2320×1720@96fps）和DS5-8聲發(fā)射。在測試開始之前，進行了多組預測試驗校準每個監(jiān)測系統(tǒng)，并調試整個測試系統(tǒng)。在測試過程中，計算機繪制了一個力-位移實時曲線。高速相機實時拍攝試樣損壞的圖像，并將其顯示在計算機上。
考慮三點彎曲斷裂損傷的力學強度特性，裂紋發(fā)展規(guī)律在高速攝像捕捉及結合聲發(fā)射信號，分析預裂性黃土裂縫損傷機理。主要結論如下：
（1）由于預裂角是控制試樣斷裂損傷模式的主要因素，主要發(fā)展為新的裂縫在打開模式下為 0°、20°和40°，在關閉模式下為 60°。 （2）試件斷裂損傷本質上是從預制件尖端出現新裂紋的過程。裂縫并沿一定的軌跡發(fā)展到上部加載點。沿著裂紋軌跡發(fā)展的新裂紋在黃土表面直到試樣達到其承載能力極限，當出現新的裂縫停在試樣的斷裂點。新的裂紋和預制裂紋形成了一個貫穿裂縫面，將試樣分為兩部分。 4.行業(yè)應用總結 在巖土力學性能研究中，高速相機、DIC或視頻引伸計、試驗機等可以組成系統(tǒng)的解決方案。千眼狼的力學解決方案中，高速相機采集試樣實時圖像、DIC/視頻引伸計觀測試樣應變，同時可與試驗機實時通訊，輸出應力與應變。得益于千眼狼高速相機的超高采集頻率（1280×1024@13,600fps）， 方案被廣泛應用于裂紋拓展，材料脆斷，拉伸斷裂等實驗場景。（文章摘自：Zhao Duan,Chenxi Dong, Xusheng Yan,Qiang Sun,Bin Li《Experimental research of fracture damage behavior of loess withdifferent prefabricated cracks》）
電話：400-859-1866
地址：安徽省合肥市包河富煌新視覺大廈
微信公眾號
官方抖音
400-859-1866