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混凝土力学行为的CT研究

刘彦文  
【摘要】: 本文首先对混凝土CT测试技术原理进行了概括介绍,并对当前混凝土材料力学行为的CT研究进行了总结和分析,对当前研究中存在的不足和发展的趋势进行了探讨。本文利用最新的CT试验加载仪器获得单轴压缩条件的混凝土实时CT图像和应力应变曲线,提取出图像上各点CT数并加以整理。通过对图像的宏观统计分析验证了混凝土的破坏过程也可以分为压密、扩容、CT尺度裂纹扩展、破坏四个阶段。利用测度论结合支持向量机法和图像形态学描述了裂纹的空间分布,并量度了其大小。 文中基于破损演化理论的研究思路,利用提取出的CT数,计算并分析了混凝土CT图像的λ—水平完整、λ—水平破损、λ—水平完整域、λ—水平破损域、λ_1—λ_2截理的测度等基于CT数的混凝土CT图像的物理状态新指标随加载过程的变化与发展;实现CT数字信息描述的定量化。进而研究各指标和参数的大小量度方法、局部损伤和裂纹产生的位置、数量以及空间尺度等问题。 基于图像处理中分割描述的思想,将混凝土CT图像分割为骨料区域,砂浆区域,裂纹或孔洞区域。经过对CT数最值演化的追踪,根据经验确定了分区依据,在此基础上对各断面各应力阶段的CT图像进行了骨料区域、砂浆区域、裂纹或孔洞区域的捡出,并对各区上附带CT信息进行了提取和统计。在对所提取的时域和空域信息进行分析的基础上,利用CT数频域分布、等值线、分区描述和最值法对破损的起裂位置、起裂判据和细观机理进行了研究。基于上述研究和获取资料,根据定义的统计损伤变量,建立了一个基于CT数的损伤演化方程和本构方程。 本文在基于图像测量的试验资料的处理和定量化描述工作方面进行了有益的探索。


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