為服務(wù)國家戰(zhàn)略,推動交通建設(shè)中土木工程技術(shù)的發(fā)展、創(chuàng)新和應(yīng)用,由華東交通大學(xué)、中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會等單位主辦的2020年(第四屆)土木工程贛江學(xué)術(shù)論壇于11月20日-22日在江西南昌召開,本次會議以“交通強國、土木筑基”為主題,匯聚權(quán)威專家、學(xué)者和工程技術(shù)人員,交流技術(shù),推動交通土木工程領(lǐng)域的科研創(chuàng)新與技術(shù)應(yīng)用。


此次會議邀請了包括院士、專家學(xué)者在內(nèi)的嘉賓,并在現(xiàn)場作精彩的學(xué)術(shù)報告。在此次會議上,新拓三維攜XTDIC全場應(yīng)變測量系統(tǒng)參加會議,產(chǎn)品采用數(shù)字圖像相關(guān)測量方法,以其無損、非接觸、全場、高精度測量等優(yōu)點,受到了不少專家學(xué)者和工程人員的關(guān)注,并向新拓三維工技術(shù)程師詢問了在材料力學(xué)和工程測試的應(yīng)用,以及在這個領(lǐng)域所測試過的典型案例。

在與專家溝通過程中,新拓三維技術(shù)工程師介紹了DIC技術(shù)在材料研究和工程結(jié)構(gòu)測試的應(yīng)用,并詳細(xì)講解了DIC技術(shù)對比傳統(tǒng)應(yīng)變片、引伸計的優(yōu)勢。DIC技術(shù)可以測量點對點的應(yīng)變信息,可以通過軟件輸出實驗過程中的應(yīng)變分布云圖的變化過程,為分析研究交通土木工程材料和結(jié)構(gòu)的變形行為,裂紋演變,失效斷裂機理提供良好的途徑。

另外,在交通土木結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究上,新拓三維XTDIC系統(tǒng)已經(jīng)有了非常成熟的應(yīng)用案例,典型試驗包括混凝土三點彎曲試驗,混凝土壓縮試驗,瀝青件循環(huán)加載試驗,輪胎軋壓路面變形試驗,鐵軌振動變形試驗,山坡滑坡試驗等,采用DIC技術(shù)進行研究,試驗數(shù)據(jù)和結(jié)果都表明其在結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究中具有良好的應(yīng)用前景。
DIC技術(shù)應(yīng)用于土木工程測試
交通土木工程結(jié)構(gòu)在施工和使用過程中,不可避免會因內(nèi)外部因素產(chǎn)生變形、位移、裂縫、等不同破壞形式,影響其使用性和耐久性。材料和結(jié)構(gòu)的抗壓強度、耐久性以及變形特性測試至關(guān)重要,DIC應(yīng)變測量技術(shù)可測量材料和結(jié)構(gòu)表面的力學(xué)行為,是交通土木工程安全評估的重要科研工具。
混凝土屬于無機非金屬材料,具有較大的脆性,主要用于抗壓的作用?;炷翂嚎s試驗,是土木材料力學(xué)的典型實驗,它可以很好地評定材料的基本力學(xué)性能。采用DIC技術(shù)獲取混凝土試樣在整個受力過程中的全場應(yīng)變情況,對混凝土試樣力學(xué)性能進行分析,可以為構(gòu)件的選材、強度和剛度的計算提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

隨著混凝土材料的力學(xué)性能不斷改善,混凝土抗壓強度有了很大提升,然而其脆性越來越引起科研人員的注意。采用混凝土三點彎曲試驗,可以測試混凝土斷裂性能和脆性,同時采用DIC技術(shù)測試試件表面全場應(yīng)變及位移數(shù)據(jù),可觀測出試件斷裂全過程的裂紋的擴展路徑,有助于探索降低混凝土材料的脆性,改善其斷裂性能的方法。

瀝青混合料的單軸壓縮試驗,可用于評價路面材料性能,為路面結(jié)構(gòu)及材料設(shè)計提供數(shù)據(jù)參考。采用DIC技術(shù)研究瀝青結(jié)構(gòu)件在壓縮加載作用下,結(jié)構(gòu)件表面的位移場和應(yīng)變場的分布,與位移計的位移測試結(jié)果趨勢相同、基本一致。通過在不同加載頻率下,測量混凝土動態(tài)變形模量,測量數(shù)據(jù)對路面設(shè)計模量動態(tài)參數(shù)的選擇具有借鑒意義。

車輛載荷是使路面產(chǎn)生應(yīng)力、應(yīng)變和位移的外力,是促使路面破壞的原因之一。輪胎與地面之間的接觸變形,也是影響車輛行駛阻力和通行性能的重要因素。對于車輛重載產(chǎn)生路面變形,數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)(DIC)可全過程記錄,通過高速相機進行圖形采集,利用軟件計算獲得面內(nèi)位移和應(yīng)變等力學(xué)信息,適用于路面結(jié)構(gòu)變形的力學(xué)研究。

鐵軌受到機車的激烈,會產(chǎn)生受迫振動,振動量級過大會使鐵軌產(chǎn)生裂紋、疲勞、斷裂、接觸面磨損和緊固件松動,促使鐵軌提前報廢。采用DIC技術(shù),可彌補傳統(tǒng)接觸式測量存在的精度低、誤差大且測試手段繁瑣的不足,它是一種既方便又準(zhǔn)確的測量方法,能夠測出軌道振動的幅度、頻率、相位,加速度等參數(shù)。

通過模擬山坡滑坡的相似材料模型,建立山體將要發(fā)生滑坡時的計算模型和有限元模型,通過DIC技術(shù)實時拍攝滑裂面圖像信息,用軟件解算出在加載過程中山體坡頂?shù)奈灰坪臀灰品植?,根?jù)位移值,可對山體構(gòu)筑物的安全性進行評估,并依據(jù)總位移的大小預(yù)估潛在的新的滑裂面,為預(yù)防滑坡災(zāi)害提供理論依據(jù)。
