混凝土断裂韧度和耐久力学样品实验显微镜

  混凝土类的准脆性材料中裂缝的扩展与断裂过程区(也称为稳
定裂缝扩展)的发展紧密相关。因为这类材料在外力作用下表现出
的非线性正是由于在裂缝尖端前部断裂过程区的存在。

  断裂过程区的存在可以从两个方面考虑：发生在裂缝尖端的
微裂现象，类似金属材料的塑性区；或者认为是裂缝尖端后端的非
线性现象，如弯曲开裂面的摩擦锁合和韧带部分的不连续。断裂过
程区直接关系到材料断裂韧度的变化，因此引起众多研究人员的重
视。从实验角度来说，借助不同的观测技术和手段研究断裂过程区
的发展，有助于理解断裂机理以及混凝土材料的韧度和耐久性等性
能。然而断裂过程区实验结果却差别很大，造成这种差别的原因可
能有：材料的微观结构、骨料大小、观测技术、试件尺寸以及试件
类型等。本节主要介绍不同观测技术对混凝土断裂过程区的试验观
察结果。
  目前的断裂过程区观测技术基本可以分为两大类：直接观测技
术和间接观测技术。
  (1)直接观测技术是对材料断裂的直接观察，包括光学显微镜
、扫描电子显微镜、X射线以及高速成像技术。直接观测的不足就
在于测试是破坏性的或者仅能用于试件表面的观测，而试件表面的
裂缝观测不能反映内部微裂缝的扩展。也有研究人员尝试将从大体
积混凝土中切出试件，以排除表面的影响，但这种方法应用不是很
广。
  (2)间接观测技术。对于无损的间接观测技术，广义分为：①
基于干涉技术，如全息或激光散斑干涉、云纹干涉、光弹以及内置
脆性电子元件技术(包括光纤)；②基于声发射现象，如超声脉冲一
速度技术以及声发射技术。间接观测技术的优势在于具有无损特性
，可在加载的同时观测。但是间接观测技术不能确定断裂过程区的
实际特性。

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