Analysis of stress state and failure in test specimens used for determination of fracture-mechanical parameters of quasi-brittle materials

摘要

Práce se zabývá testem pro určování lomově-mechanických parametrů kvazikřehkých materiálů, zejména betonu. Zkoumanou zkouškou je tzv. wedge-splitting test, jehož český ekvivalent může znít jako zkouška štípáním klínem. Pro tuto zkoušku je možné použít tělesa různých tvarů se zářezy; tato práce se však výhradně zaměřuje na těleso ve tvaru válce o průměru 150 mm a tloušťce 100 mm. Zkouška je prováděna virtuálně pomocí MKP softwaru Atena 2D. Je sledován průběh porušení tělesa během zatěžování pro různé délky zářezu. Kvantifikuje se množství energie vynaložené na rozvinutí porušení mimo zkoušený průřez oslabený zářezem. Je vyšetřována i velikost lomové procesní zóny v závislosti na relativní délce zářezu. Popsaná analýza se provádí pro více materiálových sad, které se liší kohezivními vlastnostmi vyjádřenými skrze tzv. charakteristickou délku kvazikřehkého materiálu. Hledají se vhodné proporce tělesa tak, aby při provádění zkoušek nedocházelo ke vzniku porušování, a tedy i disipace energie, mimo oblast ligamentu tělesa, čímž se zpřesní odhad lomově-mechanických parametrů zkoušeného materiálu.