含孔洞试件破坏过程的红外试验 与数值试验对比分析

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1、第24卷增1岩石力学与工程学报Vol.24Supp.12005年8月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringAug.，2005含孔洞试件破坏过程的红外试验与数值试验对比分析刘向峰，王来贵，何峰(辽宁工程技术大学力学与工程科学系，辽宁阜新123000)摘要：利用红外热像仪对含圆形预制孔洞的混凝土试件单轴、双轴加载变形破坏过程进行了监测，得到了试件破坏过程的红外热像。从红外热像中可以清楚地看到试件破坏过程中侧面的温度变化情况。另外，应用RFPA程序对试件在载荷作用下裂纹形成、扩展过程进行了数值试验。试件应力状态分析及数值试验结果表明，在载荷作用下，试

2、件孔洞边缘出现应力集中现象，在拉应力集中区首先出现微裂纹，并且随着继续加载，微裂纹逐渐扩展、连通、搭接而形成宏观裂纹，最终导致试件破坏。由红外试验结果与数值试验结果对比可以看到，试件的微裂纹萌生、扩展区与红外热像中的升温区是相对应的。试件在破坏过程中整体上表现为升温，但微裂纹越集中的区域升温越明显。试验过程中还发现，试件的升温速率与加载速率呈正相关趋势。这一试验结果可为利用红外技术对混凝土构件破坏的预测预报提供理论基础。关键词：混凝土；预制孔洞试件；红外监测试验；数值试验；应力集中；裂纹中图分类号：TU755文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)增1–5173–05COMPA

3、RATIVEANALYSISONINFRAREDTESTANDNUMERICALTESTFORAHOLE-PREFORMINGSPECIMEN′SFAILUREPROCESSLIUXiang-feng，WANGLai-gui，HEFeng(DepartmentofMechanicsandEngineeringSciences，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin123000，China)Abstract：Thethermalinfraredimagerisusedfortestingthedeformationandfailureprocessofhole-pr

4、eformingconcretespecimens，andthermalinfraredimageswhichindicatetemperaturefieldchangesoftestingsurfaceofspecimenareobtained.Furthermore，thenumericaltestisconductedbyusingarockfailureprocessanalysiscomputerprogram(RFPA)tosimulatespecimen′scracksexpansionprocessasloadapplying.Theresultsofnumericaltes

5、tandspecimen′sstressconditionanalysisapprovethatasloadsapplying，insomeregionsofspecimenwhereclosetopreforminghole，thestressconcentrationwilltakeplace.Inthosetensionstressconcentrationregions，microcrackswillgenerate，expandandconnecttoformmacroscpiccracksgradually，whichcausethespecimenfailureultimate

6、ly.Fromthermalinfraredimages，thetemperatureoftestingsurfacerisesgenerally.Moreover，itisfoundthattherateoftemperaturerisingisinsomepositivecorrelationswiththeloadingspeed.Comparingresultsofthermalinfraredtestandnumericaltest，itrevealsthatregionswheretensionstressconcentratesandmicrocracksgeneratesin

7、numericaltestarecorrespondingtoregionswheretemperaturerises收稿日期：2004–10–20；修回日期：2004–11–15基金项目：国家自然科学基金资助项目(59974012，50374042)；中国科学院武汉岩土力学研究所重点实验室基金项目(Z110304)作者简介：刘向峰(1974–)，男，博士，1996年毕业于辽宁工程技术大学采矿工程专业，现任讲