為了從細(xì)觀層面上定量研究混凝土動荷載作用下的破壞過程,以正弦波動力荷載作用下的混凝土CT試驗為基礎(chǔ),編制了基于差分盒維數(shù)理論的分形維數(shù)計算程序,分別研究了混凝土試樣三個斷面大統(tǒng)計區(qū)域和感興趣區(qū)域上的分形維數(shù)隨加載過程的變化過程,通過分析混凝土試樣在加載過程中分維數(shù)的變化規(guī)律,探討了分維數(shù)變化與損傷裂紋演化過程的關(guān)系。結(jié)果表明:正弦波動力拉伸荷載作用時混凝土試樣中一般有多條裂紋同時萌生,但當(dāng)主裂紋形成后,次生裂紋會閉合,主裂紋會抑制次裂紋的發(fā)展,且裂紋大致與拉荷載方向垂直,破壞形式屬于脆性斷裂,損傷裂紋表面平整,裂紋沿材料強度較弱的區(qū)域發(fā)展;混凝土試樣各斷面分形特征明顯,分形維數(shù)能較好地描述混凝土損傷裂紋的演化規(guī)律,可作為研究混凝土裂紋演化的定量參數(shù);感興趣區(qū)域分維數(shù)的變化更明顯,更有利于描述混凝土受力破壞時內(nèi)部的應(yīng)力集中、應(yīng)變局部化和損傷裂紋的演化規(guī)律。 

【文章來源】：水利水電技術(shù). 2020,51(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

CT掃描儀、加載設(shè)備、試樣及信息采集系統(tǒng)

對于一幅灰度圖像來說,如果把二維圖像拓展到三維空間里,則該灰度圖像便代表三維空間中的一個連續(xù)不規(guī)則曲面(x,y,f(x,y)),其中f(x,y)代表二維灰度圖像在(x,y)坐標(biāo)處的灰度值的大小,據(jù)此可以繪制該曲面如圖1所示。引入粗糙度來表示該曲面上不同點灰度的變化值,便可得到該圖像的分維數(shù),進(jìn)而定量地研究該斷面。文獻(xiàn)[18]在前人研究的基礎(chǔ)上提出了差分盒維數(shù)方法,該方法的主要思想就是將M×M大小的圖像分解成許多L×L大小的子塊,每個子塊為一個網(wǎng)格,在每個網(wǎng)格上,是一列L×L×L′的盒子,L′為單個盒子的高度。令r=L/M,如果總的灰度級為G,令L′=floor(L×G/M)。在第(i,j)網(wǎng)格中圖像灰度的最小值和最大值分別落在第k和第l個盒子中,則該子塊網(wǎng)格不重合子集的個數(shù)為

試驗掃描位置及荷載時間曲線如圖3所示,各次掃描荷載分別為0 kN、1kN、5.74 kN、6.82 kN、8kN、10.37 kN、0 kN。2.2 試驗過程及成果


本文編號：3243754