基于模糊集理论混凝土CT试验过程的定量研究

发布时间：2024-03-05 21:03

　　为了定量地利用CT数研究混凝土的裂纹演化规律,根据基于模糊集合的损伤理论,定义了可以区分混凝土损伤程度的λ水平完整域和破损域;基于截理的概念对混凝土CT扫描图的孔洞裂纹区、硬化水泥石区和骨料区进行了区分,以此为基础定义了混凝土的孔隙率、硬化水泥石率和骨料率。进而对混凝土CT试验过程中试样各扫描断面孔隙率、硬化水泥石率及骨料率的变化规律进行了研究。结果表明,利用本方法保证了CT图像信息的完整性,实现了对混凝土的定量化分区研究;利用该方法可以准确地反映出混凝土损伤过程中裂纹的增量和骨料的损伤量;试样中间断面处由内向外损伤依次增加;试验过程中试样各断面处损伤过程各不相同,中间断面经历了裂纹受压闭合、损伤扩容到极限破坏的过程,而试样两端仅经历了损伤扩容到极限破坏的过程。

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【部分图文】：

图1不同λ水平破损域影像图

由式(4)可以发现dλ其实质就是CT数小于某一阈值λ的全体CT点的集合。在混凝土CT图像中,如果λ值选择合适,dλ就代表孔洞及裂纹等。这样破损域与断裂力学的裂纹便联系起来了,从而可以建立宏细观的过渡关系。图1是一个混凝土CT扫描断面在不同λ阈值时对应的dλ。由图可见,dλ代表的其....

图2不同截理的影像图

设0≤λ1≤λ2≤1(λ1,λ2∈Ω),将{(x,y,z)|λ1≤P(x,y,z)≤λ2,(x,y,z)∈Ω,0≤λ1≤λ2≤1}称为混凝土试样的(λ1-λ2)完整域截理,记为Pλ1-λ2,同理可以得破损域截理用dλ1-λ2表示。截理其实就是全域中处于[λ1,λ2]区间混凝....

图3扫描断面1不同应力状态下的扫描图

采用位移加载的方式对试样进行加载,加载速度为0.002mm/s。一步加载完成后进行一次扫描,扫描时停止加载,但不卸荷,扫描完成继续加载,依次循环直至试样破坏停止加载。加载过程中总共进行了10次扫描。3.2试验成果

图4不同研究区的划分

不同的统计区域其损伤规律不同,为此利用Fortran程序对混凝土扫描图进行了区域划分,将扫描图划分为7个圆形区域,半径分别为R1、R2、…、R7,具体划分如图4所示,各圆形区域的统计单元个数见表1。表1各研究区域统计单元个数Tab.1Statisticalunitsnum....

本文编号：3920043