基于DIC-AE的钢纤维混凝土多尺度断裂机制试验研究OA

自密实钢纤维混凝土(SFRSCC)的断裂性能受纤维类型与掺量的影响显著。为揭示其断裂行为演化规律及纤维桥接作用机制,本研究制备不同纤维类型(光圆型及端钩型)及掺量(体积分数为0.5%、1.0%)的SFRSCC缺口梁试件,采用三点抗弯试验结合数字图像(DIC)与声发射(AE)协同测试技术,量化钢纤维混凝土的裂纹扩展参数与表面应变场分布特征,进一步通过纤维分布图像处理与扫描电镜(SEM)观测,建立宏观力学响应与微观增韧的关联模型。研究结果表明:多尺度联用技术可有效表征裂纹扩展规律;钢纤维桥接效应显著提升了材料断裂韧性并抑制裂纹扩展,促使试块由脆性断裂向韧性断裂转变;高掺量下的端钩型纤维试件裂纹扩展模式发生显著改变,由单一宏观裂缝扩展转变为弥散型裂纹分布,同时,伴随应变硬化效应及高抗裂;端钩型纤维因界面黏结强化与耗能机制优化,抗裂性能与延性提升效果比光圆型的提升效果好;纤维掺量与裂纹抑制效果呈正相关,高掺量试件(掺量为1.0%)的裂纹扩展速率显著低于低掺量组试件(掺量为0.5%)的裂纹扩展速率;端钩型纤维通过增强微观桥接作用可提高SFRSCC抗裂韧性。