Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu thực nghiệm về sự phát triển của vết nứt trong bê tông dưới các tốc độ tải khác nhau bằng phương pháp tương quan hình ảnh số
Tóm tắt
Việc khám phá định lượng luật truyền bá của vùng quá trình gãy (FPZ) có tầm quan trọng lớn đối với nghiên cứu về sự gãy của bê tông. Bài báo này đã thực hiện các thí nghiệm gãy trên các dầm bê tông đã được nứt trước dưới các tốc độ tải khác nhau. Phương pháp tương quan hình ảnh số (DIC) đã được áp dụng để thu được sự dịch chuyển toàn bộ của bê tông trong thử nghiệm gãy. Sự dịch chuyển mở vết nứt (COD) và sự tiến triển của FPZ được xác định dựa trên sự dịch chuyển toàn bộ. Kết quả cho thấy chiều dài của FPZ đầu tiên tăng lên sau đó lại giảm xuống cùng với sự phát triển của chiều dài nứt hiệu quả và chiều dài tối đa của FPZ vào khoảng 60 mm. Có thể thấy rằng chiều dài FPZ tương ứng với tải đỉnh giảm khi tốc độ tải tăng. Dựa trên mô hình vết nứt giả, một mô hình mềm hóa hai chiều đã được thiết lập. Theo mô hình đã đề xuất, hành vi cơ học và luật truyền bá của FPZ đã được phân tích. Mô hình mềm hóa hai chiều có thể phản ánh sự phát triển của vi nứt và sự liên kết giữa các hạt trong FPZ.
Từ khóa
#vùng quá trình gãy #bê tông #tải trọng #tương quan hình ảnh số #mô hình mềm hóa hai chiềuTài liệu tham khảo
Al-Osta, M. A., Khan, U., Baluch, M. H., et al. (2018). Effects of variation of axial load on seismic performance of shear deficient RC exterior BCJs. International Journal of Concrete Structures & Materials,12(1), 1–20.
Ansari, F. (1989). Mechanism of microcrack formation in concrete. ACI Materials Journal,86, 459–464.
ASTM C33/C33M-18. (2018). Standard specification for concrete aggregates. West Conshohocken, PA: ASTM International.
Bazant, Z. P., & Gettu, R. (1992). Rate effects and load relaxation in static fracture of concrete. ACI Materials Journal,89(5), 456–468.
CEB-FIP model code. (1990).
CEB-FIP model code. (2010).
Chen, X., Xu, L., Liu, Z., & Huang, Y. (2017). Influence of high temperature on post-peak cyclic response of fly ash concrete under direct tension. Construction & Building Materials,154, 399–410.
Dong, W., Wu, Z., Zhou, X., et al. (2017). FPZ evolution of mixed mode fracture in concrete: Experimental and numerical. Engineering Failure Analysis,75, 54–70.
Fathima, K. M. P., & Kishen, J. M. C. (2015). A thermodynamic correlation between damage and fracture as applied to concrete fatigue. Engineering Fracture Mechanics,146, 1–20.
Fu, G., & He, X. (2010). Study on using digital speckle correlation method to test the full-field displacement of concrete surface. Engineering & Test,50(1), 21–23. (in Chinese).
Gajewski, T., & Garbowski, T. (2014). Calibration of concrete parameters based on digital image correlation and inverse analysis. Archives of Civil & Mechanical Engineering,14(1), 170–180.
Haneef, T. K., Venkatachalapathy, V., Mukhopadhyay, C. K., et al. (2016). Monitoring damage evolution of concrete prisms under cyclic incremental loading by acoustic emission. Concrete Research Letters,7(2), 43–55.
Hillerborg, A., Modéer, M., & Petersson, P. E. (1976). Analysis of crack formation and crack growth in concrete by means of fracture mechanics and finite elements. Cement & Concrete Research,6(6), 773–781.
Hu, S., Zhang, X., & Xu, S. (2015). Effects of loading rates on concrete double-K, fracture parameters. Engineering Fracture Mechanics,149, 58–73.
Huang, C. (2016). Research on mechanical properties of concrete fracture process zone based on digital image correlation method. Chongqing: Chongqing Jiaotong University. (in Chinese).
Krstulovicopara, N. (1993). Fracture process zone presence and behavior in mortar specimens. ACI Materials Journal,90(6), 618–626.
Lee, J., & Lopez, M. M. (2014). An experimental study on fracture energy of plain concrete. International Journal of Concrete Structures & Materials,8(2), 129–139.
Meng, W., Yao, Y., Mobasher, B., & Khayat, K. H. (2017). Effects of loading rate and notch-to-depth ratio of notched beams on flexural performance of ultra-high-performance concrete. Cement and Concrete Composites,83, 349–359.
Otsuka, K., & Date, H. (2000). Fracture process zone in concrete tension specimen. Engineering Fracture Mechanics,65(2), 111–131.
Peterson, P. E. (1981). Crack growth and development of fracture zone in plain concrete and similar materials. Report No TVBM-1006. Lund Institute of Technology.
RILEM Draft Recommendation. (1990). Determination of fracture parameter (Kics and CTODc) of plain concrete using three point bend tests. Materials and Structures,23, 457–460.
Rosa, A. L., Yu, R. C., Ruiz, G., et al. (2012). A loading rate dependent cohesive model for concrete fracture. Engineering Fracture Mechanics,82, 195–208.
Skarzynski, L., Syroka, E., & Tejchman, J. (2011). Measurements and calculations of the width of the fracture process zones on the surface of notched concrete beams. Strain,47(s1), e319–e332.
Vidya Sagar, R., & Rao, M. V. M. S. (2014). An experimental study on loading rate effect on acoustic emission based b-values related to reinforced concrete fracture. Construction and Building Materials,70(15), 160–472.
Asmaro, W. P. (2013). Identification of concrete fracture parameters using digital image correlation and inverse analysis. Windsor, ON: University of Windsor.
Wang, C., Xiao, J., & Sun, Z. (2016). Seismic analysis on recycled aggregate concrete frame considering strain rate effect. International Journal of Concrete Structures & Materials,10(3), 307–323.
Wittmann, F. H., Mihashi, H., & Nomura, N. (1990). Size effect on fracture energy of concrete. Engineering Fracture Mechanics,35(1), 107–115.
Wu, Z. M., Rong, H., Zheng, J. J., et al. (2011). An experimental investigation on the FPZ properties in concrete using digital image correlation technique. Engineering Fracture Mechanics,78(17), 2978–2990.
Zhang, X., & Xu, S. (2008). Determination of fracture energy of three-point bending concrete beam using relationship between load and crack-mouth opening displacement. SHUILI XUEBAO,39(6), 714–719. (in Chinese).
Zhang, X. X., Ruiz, G., & Elazim, A. M. A. (2015). Loading rate effect on crack velocities in steel fiber-reinforced concrete. International Journal of Impact Engineering,76, 60–66.
Zhu, B. (2011). Numerical simulation on crack propagation of concrete based on extended finite element method. Master thesis, Southeast University. 2011. (in Chinese).