1.背景介紹
黃土裂縫損傷是影響黃土基建的潛在風(fēng)險的重要指標。例如，它可以用于預測和識別由黃土材料制成的結構的失效，從而提高結構的安全性。它還可用于分析水力壓裂、地面建筑保護、邊坡穩定、地下挖掘等。因此，加強對黃土裂縫損傷特征的認識至關(guān)重要。 近年來(lái)巖土工程研究人員越來(lái)越關(guān)注裂縫損傷，三點(diǎn)彎曲測試根據ASTM標準，常用于確定斷裂損傷研究中土體的斷裂韌性。本研究借助三點(diǎn)彎曲試驗了解未燒制干燥土的斷裂損傷特性 。
2.研究?jì)热?/strong>
西安科技大學(xué)閆老師科研團隊對具有4種不同預制裂縫的半圓形黃土試件進(jìn)行了三點(diǎn)彎曲試驗，并將高速攝像機和聲發(fā)射監測設備納入實(shí)驗裝置監測斷裂損傷過(guò)程。分析了力學(xué)特性、裂紋演化和聲發(fā)射信號，研究了斷裂強度和斷裂損傷模式。該結果將有助于識別和預測巖土材料結構中的故障，為預防和控制建筑物危機提供有價(jià)值的參考。
實(shí)驗裝置由三個(gè)監測系統組成：力-位移、千眼狼-2F04高速攝像機（2320×1720@96fps）和DS5-8聲發(fā)射。在測試開(kāi)始之前，進(jìn)行了多組預測試驗校準每個(gè)監測系統，并調試整個(gè)測試系統。在測試過(guò)程中，計算機繪制了一個(gè)力-位移實(shí)時(shí)曲線(xiàn)。高速相機實(shí)時(shí)拍攝試樣損壞的圖像，并將其顯示在計算機上。
考慮三點(diǎn)彎曲斷裂損傷的力學(xué)強度特性，裂紋發(fā)展規律在高速攝像捕捉及結合聲發(fā)射信號，分析預裂性黃土裂縫損傷機理。主要結論如下：
（1）由于預裂角是控制試樣斷裂損傷模式的主要因素，主要發(fā)展為新的裂縫在打開(kāi)模式下為 0°、20°和40°，在關(guān)閉模式下為 60°。 （2）試件斷裂損傷本質(zhì)上是從預制件尖端出現新裂紋的過(guò)程。裂縫并沿一定的軌跡發(fā)展到上部加載點(diǎn)。沿著(zhù)裂紋軌跡發(fā)展的新裂紋在黃土表面直到試樣達到其承載能力極限，當出現新的裂縫停在試樣的斷裂點(diǎn)。新的裂紋和預制裂紋形成了一個(gè)貫穿裂縫面，將試樣分為兩部分。 4.行業(yè)應用總結 在巖土力學(xué)性能研究中，高速相機、DIC或視頻引伸計、試驗機等可以組成系統的解決方案。千眼狼的力學(xué)解決方案中，高速相機采集試樣實(shí)時(shí)圖像、DIC/視頻引伸計觀(guān)測試樣應變，同時(shí)可與試驗機實(shí)時(shí)通訊，輸出應力與應變。得益于千眼狼高速相機的超高采集頻率（1280×1024@13,600fps）， 方案被廣泛應用于裂紋拓展，材料脆斷，拉伸斷裂等實(shí)驗場(chǎng)景。（文章摘自：Zhao Duan,Chenxi Dong, Xusheng Yan,Qiang Sun,Bin Li《Experimental research of fracture damage behavior of loess withdifferent prefabricated cracks》）
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