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第55卷第4期西安建筑科技大学学报（自然科学版）Vol.55No,4

2023年8月J.XianUniv.ofArch.Tech.(NaturalScienceEdition)Aug.2023

DOI:10.15986/j.1006-7930.2023.04.001

基于变形能的钢纤维混凝土断裂行为量化分析

董必钦，李达谦，张成杰，王智毅，洪舒贤

（深圳大学土木与交通工程学院，广东深圳518060）

摘要：混凝土在其断裂过程中所消耗的能量一部分用来扩展新的断面，另一部分需满足其内部发生弹塑性变形．这部分能

量由于难以观测，在以往的混凝土断裂行为研究中常被忽视掉，进而带来不稳定的测试结果．本研究基于数字图像相关技

术(DigitalImageCorrelation，DIC)与三维扫描技术（Three-dimensionalScanningSystem，TSS），通过获取钢纤维混凝土表

面位移场与断裂面模型，计算断裂进程的能量消耗与断裂面积，同时分析与量化钢纤维混凝土的断裂行为，最终确定钢纤

维混凝土断裂能．本中重点讨论此方法针对不同尺寸、不同缝高比的钢纤维混凝土断裂能修正情况．结果表明：改进后的

断裂能计算方法相较于原方法在数值上平均下降了28%；同时，改进后的计算方法显著降低了断裂能对试样尺寸与缝高比

的敏感性，得到了更稳定、准确的断裂能计算值，从而弱化了纤维混凝土断裂能的尺寸效应现象.

关键词：钢纤维混凝土；断裂能；数字图像相关；变形能；尺寸效应

中图分类号：TU192文献标志码：A文章编号：1006-7930（2023)04-0475-09

Quantitativeanalysisoffracturebehaviourofsteelfibreconcrete

basedondeformationenergy

DONGBiqin,LIDaqian,ZHANGChengjie,WANGZhiyi,HONGShucian

(CollegeofCivilandTransportationEngineering,ShenzhenUniversity,Shenzhen518060,China)

Abstract:Theenergyconsumedbytheconcreteduringitsfractureprocessispartlyusedtoexpandthenewsection,

andtheotherpartisrequiredtomeettheelastic-plasticdeformationinsidetheconcrete.Thispartofenergyisoften

overlookedinpreviousresearchonconcretefracturebehaviorduetoitsdifficultyinobservation,resultingin

unstabletestresults.Inthisstudy,digitalimagecorrelation(DIC)andthree-dimensionalscanningsystem(TSS)

wereemployedtoobtainthedisplacementfieldandfracturesurfacemodelofsteelfiber-reinforcedconcrete.

Throughthesetechniques,theenergydissipationduringthefractureprocessandthefractureareawerecalculated,

andthefracturebehaviorofsteelfiberreinforcedconcretewasanalyzedandquantified,ultimatelyd