混凝土是一種典型的拉壓不對稱準脆性復(fù)合材料，混凝土骨料與水泥漿的粘結(jié)界面是薄弱環(huán)節(jié)，在外力載荷作用下，容易貫通成裂紋，并最終出現(xiàn)低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象，對工程結(jié)構(gòu)造成危害，混凝土抗拉、抗彎曲、抗沖擊、脆斷等力學(xué)測試尤為重要。

傳統(tǒng)的混凝土材料力學(xué)試驗，采用應(yīng)變片進行應(yīng)變測量。應(yīng)變片偏向于測量固定方向應(yīng)變，不能實現(xiàn)全場測量。如果被測物發(fā)生較大范圍的變形或斷裂，應(yīng)變片對這些測量任務(wù)都無法勝任，無法準確測得應(yīng)變最大區(qū)域。

新拓三維自主研發(fā)的XTDIC全場應(yīng)變測量系統(tǒng)，基于數(shù)字圖像相關(guān)法DIC技術(shù)，通過非接觸式采集獲取試驗過程中全部破壞圖像，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、大應(yīng)變量等測試分析需求。

這里就混凝土材料材料力學(xué)性能測試DIC技術(shù)解決方案舉幾個測試案例。

混凝土三點彎曲裂縫測試

混凝土斷裂韌度常采用三點彎曲試驗確定，初始裂縫尺寸及材料組成特性等因素，對混凝土斷裂韌度有密接關(guān)聯(lián)。另外，混凝土可變形性隨著服役年限的增長而降低，了解材料在不同壽命階段的行為至關(guān)重要。

數(shù)字圖像相關(guān)法DIC技術(shù)，可用于三點彎曲試驗，可清晰顯示混凝土在載荷下的裂縫演化，測試結(jié)果有助于開發(fā)混凝土材料配方，以便于優(yōu)化和提升混凝土材料的抗拉性能。

混凝土框架模擬抗震加載

建筑物抗震設(shè)計和抗震構(gòu)造措施非常關(guān)鍵。采用模型試驗的手段，以鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)為研究對象，通過數(shù)字散斑的非接觸測量方式，獲取強烈地震作用下模型表面的三維全場位移及應(yīng)變數(shù)據(jù)。

結(jié)合理論分析、模型實驗、數(shù)值模擬等手段，對強震作用下框架結(jié)構(gòu)變形特征和抗倒塌性能進行深入研究，對提高工程結(jié)構(gòu)防災(zāi)減災(zāi)能力，保證“大震不倒”的抗震設(shè)防目標，具有重要的工程實用價值。

混凝土橋梁加載測試

橋梁在長時間服役期間，需進行檢測評估，了解其安全狀況和剩余承載力。傳統(tǒng)的手段有：理論計算、數(shù)值模擬、模型實驗等，由于混凝土結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)性，理論計算和數(shù)值模擬很難反映出真實的情況。

采用模型實驗配合數(shù)字散斑非接觸測量手段，獲取橋梁模型加載過程中的全場變形，為研究橋梁變形機理、評估橋梁運行壽命提供有效的數(shù)據(jù)支撐。對橋梁的長期維護保養(yǎng)、安全運行，避免重大事故的發(fā)生，具有重大的工程實用意義。

混凝土材料霍普金森桿測試

混凝土材料的動態(tài)力學(xué)性能與加載速率有關(guān)，即與應(yīng)變率密切相關(guān)。由于操作方便、適用性強以及可控性好等特點，分離式霍普金森桿（SHPB）逐漸成為一種研究中高應(yīng)變率下脆性材料動態(tài)力學(xué)響應(yīng)的有效手段。

選取混凝土、紅砂巖等脆性材料，通過XTDIC-STROBE動態(tài)測量系統(tǒng)高速攝像獲取極短時間內(nèi)的沖擊斷裂圖像，獲取全場變形數(shù)據(jù)，繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線，可直觀了解材料的變形趨勢，為理論分析提供數(shù)據(jù)支撐，結(jié)合數(shù)值模擬，設(shè)計出更加合理的動態(tài)本構(gòu)模型。

混凝土結(jié)構(gòu)爆炸變形測量

爆炸載荷作為一種非常規(guī)載荷，受到建筑工程業(yè)界的高度關(guān)注。研究混凝土梁、板、柱等構(gòu)件在爆炸載荷作用下的破壞評定方法，為深入認識建筑物損傷機理、研究建筑物防護設(shè)計、控制爆炸災(zāi)害響應(yīng)、提高抗爆安全性提供數(shù)據(jù)支撐。

為研究混凝土結(jié)構(gòu)破壞效果與爆炸威力之間的對應(yīng)關(guān)系，搭建不同形狀的混凝土構(gòu)件并配合不同當(dāng)量的炸藥，通過XTDIC-STROBE動態(tài)測量系統(tǒng)搭配高速相機，以20000Hz的采集頻率獲取爆炸瞬間物體的三維位移場和應(yīng)變場數(shù)據(jù)，對研究混凝土構(gòu)件在爆炸沖擊下的動態(tài)響應(yīng)和毀傷評估具有重要意義。