基于分形理论的混凝土动力拉伸过程定量研究

发布时间：2021-06-22 23:35

　　为了从细观层面上定量研究混凝土动荷载作用下的破坏过程,以正弦波动力荷载作用下的混凝土CT试验为基础,编制了基于差分盒维数理论的分形维数计算程序,分别研究了混凝土试样三个断面大统计区域和感兴趣区域上的分形维数随加载过程的变化过程,通过分析混凝土试样在加载过程中分维数的变化规律,探讨了分维数变化与损伤裂纹演化过程的关系。结果表明:正弦波动力拉伸荷载作用时混凝土试样中一般有多条裂纹同时萌生,但当主裂纹形成后,次生裂纹会闭合,主裂纹会抑制次裂纹的发展,且裂纹大致与拉荷载方向垂直,破坏形式属于脆性断裂,损伤裂纹表面平整,裂纹沿材料强度较弱的区域发展;混凝土试样各断面分形特征明显,分形维数能较好地描述混凝土损伤裂纹的演化规律,可作为研究混凝土裂纹演化的定量参数;感兴趣区域分维数的变化更明显,更有利于描述混凝土受力破坏时内部的应力集中、应变局部化和损伤裂纹的演化规律。 

【文章来源】：水利水电技术. 2020,51(08)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

CT扫描仪、加载设备、试样及信息采集系统

对于一幅灰度图像来说,如果把二维图像拓展到三维空间里,则该灰度图像便代表三维空间中的一个连续不规则曲面(x,y,f(x,y)),其中f(x,y)代表二维灰度图像在(x,y)坐标处的灰度值的大小,据此可以绘制该曲面如图1所示。引入粗糙度来表示该曲面上不同点灰度的变化值,便可得到该图像的分维数,进而定量地研究该断面。文献[18]在前人研究的基础上提出了差分盒维数方法,该方法的主要思想就是将M×M大小的图像分解成许多L×L大小的子块,每个子块为一个网格,在每个网格上,是一列L×L×L′的盒子,L′为单个盒子的高度。令r=L/M,如果总的灰度级为G,令L′=floor(L×G/M)。在第(i,j)网格中图像灰度的最小值和最大值分别落在第k和第l个盒子中,则该子块网格不重合子集的个数为

试验扫描位置及荷载时间曲线如图3所示,各次扫描荷载分别为0 kN、1kN、5.74 kN、6.82 kN、8kN、10.37 kN、0 kN。2.2 试验过程及成果


本文编号：3243754