基于DIC方法研究钢筋混凝土裂缝扩展规律分析

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1、2017年第5期（总第331期）混凝土理论研究Number5in2017（TotalNo.331）ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10.3969/j.issn.1002-3550.2017.05.001基于DIC方法研究钢筋混凝土裂缝扩展规律分析赵亚军1，2，窦远明1，崔立杰3（1.河北工业大学土木工程学院，天津300401；2.河北工程大学土木工程学院，河北邯郸056038；3.邢台职业技术学院建筑工程系，河北邢台054035）摘要：针对钢筋混凝土裂缝扩展问题，进行了钢筋混凝土梁四点纯弯试验。应用数字图像相关（DigitalImageCor

2、relation，DIC）方法获得了梁体侧面的全场应变及位移信息。根据断裂力学的位移外推法计算了裂纹的应力强度因子（StressIntensityFactor，SIF），并探讨了应力强度因子的变化规律及裂纹扩展规律。结果表明，应力强度因子随荷载增加而增加，并且主裂纹应力强度因子增长较快，次裂纹应力强度因子增幅较小。与传统的电阻应变计测试方法相比，数字图像相关方法能够准确观测钢筋混凝土的全场裂纹扩展过程，是一种值得推广的试验方法。关键词：数字图像相关方法；钢筋混凝土梁；应力强度因子；裂缝扩展中图分类号：TU528.01文献标志码：A文章编号：1002-3550（2017）0

3、5-0001-04InvestigationofthereinforcedconcretecrackpropagationlawbasedontheDICmethodZHAOYajun1，2，DOUYuanming1，CUILijie3（1.SchoolofCivilEngineering，HebeiUniversityofTechnolegy，Tianjin300401，China；2.SchoolofCivilEngineering，HebeiUniversityofEngineering，Handan056038，China；3.DepartmentofConstr

4、uctionEngineering，XingtaiPolytechnicCollege，Xingtai054035，China）Abstract:Purebendingtestsforreinforcedconcretebeamswerecarriedouttostudythecrackpropagationofreinforcedconcretebeam.DigitalImageCorrelation（DIC）methodwasusedtoobtainthefullstrainanddisplacementinformationofbeambodyside.Thestr

5、essintensityfactor（SIF）ofthecrackwascalculatedbyfracturemechanicsdisplacementextrapolationmethod，andthechangeoftheSIFandtheregularityofcrackpropagationwerediscussed.TheresultsshowthattheSIFincreasesastheincreaseofload，andtheSIFofthemaincrackincreasesfasterthantheothercracks.Comparedwithtr

6、aditionaltestingmethods，thecrackpropagationprocessofthereinforcedconcretecanbeobservedvisuallyDICmethod.Keywords:digitalimagecorrelationmethod；reinforcedconcretebeam；stressintensityfactor；crackpropagationDIC技术具有较好的准确性，是一种快速简便的裂纹观测0引言方法。在断裂力学的工程应用中，应力强度因子是反映裂尖本研究采用四点弯曲试验研究无预制裂纹的钢筋混附近区域应力场强

7、弱的指标，是判断含裂纹结构的断裂和凝土开裂情况，并利用数字图像相关方法得出全场位移、计算裂纹扩展速率的重要参数[1]。由于钢筋混凝土材料组应变等信息，从而分析应力强度因子及裂缝扩展规律。成复杂，钢筋混凝土裂缝的发展受到内部微裂纹、钢筋与[2]1理论依据混凝土的相互作用和材料组成的微观结构的影响。为了研究钢筋混凝土裂纹的开裂及扩展规律，国内外学者做了1.1数字图像相关方法大量研究工作[3-4]。但主要通过预制裂纹的钢筋混凝土梁弯[6]数字图像相关方法也称数字散斑相关方法，利用数曲试验探讨裂纹扩展规律，这与钢筋混凝土的实际开裂过学