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含孔洞试件破坏过程的红外试验与数值试验对比分析
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU755[建筑科学—建筑技术科学]
  • 作者机构:[1]辽宁工程技术大学力学与工程科学系,辽宁阜新123000
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(59974012,50374042);中国科学院武汉岩士力学研究所重点实验室基金项目(Z110304)
中文摘要:

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。

英文摘要:

The thermal infrared imager is used for testing the deformation and failure process of hole-preforming concrete specimens, and thermal infrared images which indicate temperature field changes of testing surface of specimen are obtained. Furthermore, the numerical test is conducted by using a rock failure process analysis computer program (RFPA) to simulate specimen's cracks expansion process as load applying. The results of numerical test and specimen's stress condition analysis approve that as loads applying, in some regions of specimen where close to preforming hole, the stress concentration will take place. In those tension stress concentration regions, microcracks will generate, expand and connect to form macroscpic cracks gradually, which cause the specimen failure ultimately. From thermal infrared images, the temperature of testing surface rises generally. Moreover, it is found that the rate of temperature rising is in some positive correlations with the loading speed. Comparing results of thermal infrared test and numerical test, it reveals that regions where tension stress concentrates and microcracks generates in numerical test are corresponding to regions where temperature rises rapidly. It is a powerful proof to confirm that the generation and expansion of microcracks is one of major reasons to cause the temperature change of specimen during the failure process. This result could be regarded as the failure omen information of similar concrete structure, and could be used for forecasting the failure of concrete or rock structures.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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