混凝土因其良好的抗水性、可塑性以及經(jīng)濟(jì)性等成為最重要的建筑結(jié)構(gòu)材料之一。自2003年以來，我國每?jī)赡甑幕炷翝仓?，已?jīng)超過了美國在整個(gè)20世紀(jì)的澆筑量。

    混凝土結(jié)構(gòu)，可以說是城市和工業(yè)的骨胳，它對(duì)人類生活產(chǎn)生了深刻的影響，城市中的各類建筑物、構(gòu)筑物都是以混凝土作為重要建材。以下這些大型的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，相信大家都不會(huì)陌生。

    全球最大空港，世界上最大的機(jī)場(chǎng)之一，北京大興國際機(jī)場(chǎng)由160萬立方米的混凝土和5.2萬噸鋼材建成，占地47平方公里，相當(dāng)于美國曼哈頓五分之四的面積。

    世界上最長(zhǎng)的跨海大橋——港珠澳大橋，全長(zhǎng)55公里，該項(xiàng)目花了108萬立方米的混凝土，歷時(shí)9年時(shí)間，構(gòu)建了蜿蜒的大型結(jié)構(gòu)，包括橋梁、人工島和隧道。

    拉伸和壓縮試驗(yàn)，是建筑材料力學(xué)性能試驗(yàn)中最普遍的實(shí)驗(yàn)，它可以很好地評(píng)定材料的基本力學(xué)性能。建筑材料的拉伸和壓縮強(qiáng)度，取決于材料的工作條件，而工作條件又取決于材料本身的結(jié)構(gòu)性能。

    混凝土質(zhì)量，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。混凝土屬于無機(jī)非金屬材料，具有較大的脆性，其抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度相比很低，因此主要用于抗壓的作用。進(jìn)行混凝土材料壓縮和拉伸實(shí)驗(yàn)，可以為構(gòu)件的選材、強(qiáng)度和剛度的計(jì)算提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。

    混凝土壓縮拉伸實(shí)驗(yàn)

    某大學(xué)實(shí)驗(yàn)中心為了更好地分析混凝土試樣在力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)作用下的受力變形情況，擬采用新拓三維自主研發(fā)的XTDIC三維光學(xué)應(yīng)變變形分析系統(tǒng)，獲取試樣在整個(gè)受力過程中的全場(chǎng)應(yīng)變情況，以便于對(duì)混凝土試樣力學(xué)性能進(jìn)行分析。

    實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)部分，一部分是混凝土試樣拉伸，另一部分是試樣壓縮。其中，拉伸實(shí)驗(yàn)共測(cè)量2個(gè)試件，其中1件為試樣正面觀測(cè)，另1件為側(cè)面觀測(cè)；壓縮實(shí)驗(yàn)共測(cè)量1個(gè)試件。

    （一）正面觀測(cè)拉伸實(shí)驗(yàn)

    根據(jù)所采集的圖像，在XTDIC系統(tǒng)分析軟件中完成所有圖片的分析計(jì)算，最終得到拉伸過程的位移場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)云圖。

    第一條出現(xiàn)及裂縫寬度發(fā)展分析如下圖所示，具體可參見右側(cè)變化量數(shù)據(jù)一欄。

    第二條出現(xiàn)及裂縫寬度發(fā)展分析如下圖所示，第二條裂縫在最后未發(fā)生斷裂，裂縫寬度會(huì)出

    現(xiàn)一個(gè)小的回彈，具體可參見右側(cè)變化量數(shù)據(jù)一欄。

    第三條出現(xiàn)及裂縫寬度發(fā)展分析如下圖所示，最終與第一條裂縫聯(lián)合發(fā)展直至斷裂，具體可

    參見右側(cè)變化量數(shù)據(jù)一欄。

    （二）側(cè)面觀測(cè)拉伸實(shí)驗(yàn)

    根據(jù)所采集的圖像，在XTDIC系統(tǒng)分析軟件中完成所有圖片的分析計(jì)算，最終的得到拉伸過程的位移場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)。

    第一條出現(xiàn)及裂縫寬度發(fā)展分析如下圖所示，最終直至斷裂，具體可參見右側(cè)變化量數(shù)據(jù)一

    欄。

    第二條出現(xiàn)及裂縫寬度發(fā)展分析如下圖所示，第二條裂縫在最后未發(fā)生斷裂，裂縫寬度會(huì)出

    現(xiàn)一個(gè)小的回彈，具體可參見右側(cè)變化量數(shù)據(jù)一欄。

    （三）壓縮實(shí)驗(yàn)

    根據(jù)所采集的圖像，在XTDIC系統(tǒng)分析軟件中完成所有圖片的分析計(jì)算，最終得到壓縮過程的位移場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)，如下圖所示。

    混凝土材料內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)間的相互聯(lián)系是由吸引力和排斥力決定的，材料特性的吸引力和排斥力都是質(zhì)點(diǎn)間距離的函數(shù)，質(zhì)點(diǎn)間距離的變化，反映了互相作用力的大小。對(duì)于混凝土類脆性材料性能了解的程度，直接關(guān)系到土木建筑物的造價(jià)和安全性。

    某大學(xué)實(shí)驗(yàn)中心開展混凝土壓縮和拉伸試驗(yàn)，并采用新拓三維的XTDIC系統(tǒng)進(jìn)行圖片采集和分析計(jì)算，獲取拉伸和壓縮過程的位移場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)，計(jì)算出混凝土樣件的抗拉、壓強(qiáng)度、變形模量對(duì)強(qiáng)度的影響，有利于對(duì)混凝土脆性材料在復(fù)雜應(yīng)力條件下的強(qiáng)度特性進(jìn)行深入研究。