申请/专利权人：鞍钢集团北京研究院有限公司

申请日：2023-12-04

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN117804913A

主分类号：G01N3/12

分类号：G01N3/12;G01N3/20;G01N3/06

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.19#实质审查的生效;2024.04.02#公开

摘要：本发明提供一种基于极限拉应变的岩土材料断裂过程区测量方法及装置，通过带有切口和散斑的半圆形岩土材料试样的三点弯曲试验，采用材料的极限拉应变和应变场确定拉伸断裂过程区；计算峰值载荷的峰前值的对应时间t；找到时间t对应的散斑图像作为变形图像It进行DIC分析得到位移场图像并计算得到x方向应变场εxx；依据岩土材料的抗拉强度σt计算其极限拉应变εt，在应变场εxx图像中确定裂纹传播方向上应变值大于εt的区域，该区域则为断裂过程区FPZ，其上顶点到切口顶点的距离即为断裂过程区的长度LFPZ，其最大宽度即为断裂过程区的宽度WFPZ。由于抗拉强度和极限拉应变容易获得，可以方便地在应变图像中确定FPZ的区域，测得的FPZ同样具有较高的精度。

主权项：1.一种基于极限拉应变的岩土材料断裂过程区测量方法，其特征在于，所述方法为通过带有切口和散斑的半圆形岩土材料试样的三点弯曲试验，采用材料的极限拉应变和应变场确定拉伸断裂过程区的方法；所述方法包括如下步骤：步骤1：将岩土材料由试样切割机切割成半圆盘形，并切割出切口；半圆盘试样横截面的一面使用散斑滚筒印刷散斑供DIC识别；步骤2：将半圆盘形试样的直径所在边置于三点弯曲夹具的下部支撑辊上，调节两个下部支撑辊至实验所需跨度，保持试样切口位于两个下部支撑辊中心，上部加载头对准半圆盘形试样的圆弧面中心，调节伺服液压加载系统使上部加载头接触试样，使伺服液压加载系统处于待机状态；步骤3：将高速相机安装在相机支架上，并使相机光轴与试样散斑面垂直，使高速相机处于待触发状态；使伺服液压加载系统开始加载，同时触发高速相机开始记录散斑序列图像，直至试样破坏，保存加载系统记录的载荷数据和高速相机记录的散斑序列图像；步骤4：在载荷-时间曲线中找到峰值载荷Pk，并进一步计算峰前值，找到峰前值对应时间t；在散斑序列图像中找到第1张图像I1作为参考图像，找到时间t对应的散斑图像作为变形图像It，进行DIC分析得到位移场图像并进一步计算得到x方向应变场εxx；依据岩土材料的抗拉强度σt计算其极限拉应变εt，在应变场εxx图像中确定裂纹传播方向上应变值大于εt的区域，该区域则为断裂过程区FPZ，其上顶点到切口顶点的距离即为断裂过程区的长度LFPZ，其最大宽度即为断裂过程区的宽度WFPZ。

全文数据：

权利要求：

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