Influence of damage on the fractal properties of concrete subjected to pure tension |
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| Authors: | A. Carpinteri S. Invernizzi |
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| Affiliation: | (1) Department of Structural Engineering and Geotechnics, Politecnico di Torino, Torino, Italy |
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| Abstract: | In a previous work [1] the authors showed how to acquire the meso-structural characteristics of undamaged concrete-like materials by a peculiar laser equipment [2]. In order to extend the analysis to damaged disordered materials, a new direct tension test equipment has been developed, that minimizes flexural effects by freely rotating boundary conditions. Increasing levels of damage are obtained, after reaching the peak load, by proceeding along the descending strain-softening curve. After the desired damage level is reached, the load is removed and the specimen is cut to permit the laser acquisition of the most damaged zone. The progressive rarefaction of the effective stress-carrying cross section is described by means of fractal concepts. It is worth noting that both the fractal dimension and the measure of the stress carrying cross section decrease after the peak load, and vanish when the specimen is broken apart.
Résumé Lors d'une précédente étude [1], les auteurs ont démontré la possibilité d'apprécier les caractéristiques méso-structurelles des mattériaux désordonnés, comme le béton, au moyen d'un dispositif laser [2]. Afin de pouvoir étendre l'analyse à des matériaux désordonnés endommagés, il a fallu mettre au point un équipement d'essa à traction directe, pour minimiser les effects de flexion tout en permenttant la rotation des sections de extrémité de l'échantillon. Des niveaux d'endommagement croissants sont obtenus par l'application d'une charge supérieure à la valeur de pic, suivant la courbe décroissante de radoucissement (strain-softening). Une fois le niveau d'endommagement souhaité atteint, la charge est enlevée et l'échantillon est coupé. Le dispositif laser est ainsi capable d'analyser la section la plus endommagée. La raréfaction progressive de la section effective est décrite en utilisant des concepts appartenant au domaine de la géométrie fractale. Il est à la fois possible d'observer la réduction de la mesure de la section effective et la diminution de la dimension fractale après que la charge appliquée a franchi le pic, jusqu'à l'annulation lorsque les deux moitiés de l'échantillon sont complètement séparées.
Editorial Note Prof. Alberto Carpinteri is a RILEM Senior Member. |
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