混凝土是一種典型的拉壓不對稱準(zhǔn)脆性復(fù)合材料，由于其復(fù)雜的組成和力學(xué)機(jī)理，對混凝土的變形特征、應(yīng)變分布和裂縫擴(kuò)展進(jìn)行全場測量是一個挑戰(zhàn)。
新拓三維XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)，基于數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）方法，具有全視場測量特性，它通過相機(jī)捕獲初始的非變形圖像和隨后的變形圖像，DIC軟件獲得散斑圖的位移并對數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，利用相關(guān)算法計(jì)算試件的應(yīng)變。基于數(shù)字圖像處理規(guī)則檢測裂紋的大小、長度、方向等特征。

混凝土壓縮測試難題

分析變形場分布，多采用應(yīng)變片和線性可變位移傳感器。該方法具有操作簡便、測量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。然而，傳感器的位置和數(shù)量總是受到空間的限制。它只能提供測量區(qū)域變形場的均勻分布，難以在細(xì)觀和微觀尺度上進(jìn)一步研究混凝土的性能。

觀測混凝土裂縫特征的方法還有超聲波、聲發(fā)射、射線探測、紅外光譜、壓電阻抗、光纖光柵等方法。這些方法難以同時檢測裂紋和測量變形，難以對裂紋進(jìn)行定量分析。因此，尋求研究變形和裂紋特性的方案變得越來越重要。

非接觸式DIC測量方案

采用新拓三維XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)，對混凝土構(gòu)件在壓縮作用下的變形場分布及裂縫擴(kuò)展進(jìn)行分析。采用混凝土軸壓試驗(yàn)，研究混凝土在壓縮載荷下的位移、應(yīng)變和裂紋發(fā)展規(guī)律。

為深入了解在壓縮載荷下混凝土的變形情況、影響裂紋擴(kuò)展的主要因素，用于提高其結(jié)構(gòu)的整體抗裂性，改善載荷功能，需研究瀝青混凝土試樣在壓縮試驗(yàn)中，裂紋萌生及發(fā)展規(guī)律，以及試件位移場的變化情況。

采用新拓三維XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)，通過非接觸全場測量的方法，對試樣進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，分析其在壓縮載荷下的變形和裂紋擴(kuò)展情況，協(xié)助研究人員清晰掌握混凝土構(gòu)件的壓縮力學(xué)性能。

DIC測試試驗(yàn)過程

基于數(shù)字圖像相關(guān)法，研究混凝土壓縮加載破壞過程中的全場變形和局域化破壞特征。DIC非接觸式全場測量技術(shù)，通過采集壓縮試驗(yàn)中的圖像數(shù)據(jù)，DIC軟件計(jì)算分析混凝土試樣的全場應(yīng)變，通過應(yīng)變分布云圖即可清晰地觀測出裂紋擴(kuò)展的全過程。

XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)，只需簡單快捷的標(biāo)定步驟，即可為混凝土構(gòu)件壓縮測試中的變形和應(yīng)變測量提供豐富、可靠、真實(shí)且精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，可以清晰準(zhǔn)確地記錄試樣裂紋萌生及擴(kuò)展的全部過程，同時分析裂紋處的應(yīng)變變化。

DIC測試數(shù)據(jù)結(jié)果

DIC測量方案具備非接觸、大范圍、高精度的特點(diǎn)，能有效、快速地測量試樣或模型表面的位移與應(yīng)變分布，實(shí)現(xiàn)三維全場位移和應(yīng)變分析、多點(diǎn)三維位移分析。

利用DIC測量系統(tǒng)觀測試樣加載應(yīng)變過程：

應(yīng)變結(jié)果及關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)變分析曲線

位移結(jié)果及關(guān)鍵點(diǎn)位移分析曲線

采用新拓三維XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)，僅需簡單快捷的制斑和標(biāo)定，即可通過非接觸式采集獲取試驗(yàn)過程中的全部破壞圖像，清晰地觀測出裂紋位置，還可以定量、準(zhǔn)確地分析裂紋大小，研究混凝土破壞過程中的全場變形和局域化破壞特征，可滿足大視場、高精度、大應(yīng)變量等測試分析需求。