第四章、 試驗結果與討論
4.2 應變場分析結果
分 析 應 變 場 主 要 是 使 用 數 位 影 像 相 關 係 數 法 (Digital Image Correlation， DIC)來做分析，之後再根據 DIC 分析出來的資料，畫出廣 義剪應變之等高線分佈圖。
在 DIC 法的選取分析範圍中，為了避免會有邊界效應的產生，以及 考量到每個試體尺寸都會有些微之不同，故以試體尺寸上下左右各往內 縮小至少 6 mm 做為 DIC 之分析範圍，如圖 4.14 到圖 4.19 所示。
51
(a) C6C-0 kPa (b) C6C-51 kPa
(c) C6C-71 kPa (d) C6C-91 kPa 圖 4.14 DIC 分析網格圖-C6C
52
(a) C6R-0 kPa (b) C6R-0 kPa v2 (c) C6R-51 kPa
(d) C6R-71 kPa (e) C6R-91 kPa
圖 4.15 DIC 分析網格圖-C6R
53
(a) C10C-0 kPa (b) C10C-51 kPa
(c) C10C-71 kPa (d) C10C-91 kPa 圖 4.16 DIC 分析網格圖-C10C
54
(a) CM1-0 kPa (b) CM1-51 kPa
(c) CM1-71 kPa (d) CM1-91 kPa 圖 4.17 DIC 分析網格圖-CM1
55
(a) CM2-0 kPa (b) CM2-0 kPa v2 (c) CM2-51 kPa
(d) CM2-71 kPa (e) CM2-91 kPa
圖 4.18 DIC 分析網格圖-CM2
56
(a) ER-0 kPa (b) ER-51 kPa
(c) ER-71 kPa (d) ER-91 kPa 圖 4.19 DIC 分析網格圖-ER
57
由於隨著試驗的進行，試體表面的剪切帶也會愈加明顯且複雜，因 此後續的成果將以剪切帶一開始出現的結果為主。在本研究中會藉由將 試體照片進行 DIC 分析來得到剪切帶的位置，並將剪切帶內廣義剪應變 最大值達 0.2 時的結果定義為剪切帶初現時，圖 4.20 到圖 4.38 為剪切帶 初現時各試體的實際照片、平面應變圖與體積應變圖。將每組試體之體 積應變圖與廣義應變圖相比較，可以發現在體積應變值最大的位置，在 廣義剪應變圖上相對應位置之應變值也會是最大值。當中圖 4.21 和圖 4.22 分別為本研究中單一 6 mm 圓鋁棒緊密排列有膠結與文獻中單一 6 mm 圓鋁棒緊密排列無膠結的平面應變圖，從圖上可以看到無論有膠結 與無膠結的試體表面破壞形式類似
58
(a) C6C-0 kPa (b) C6C-51 kPa
(c) C6C-71 kPa (d) C6C-91 kPa 圖 4.20 剪切帶初現時之照片-C6C
59
(a) C6C-0 kPa (b) C6C-51 kPa
(c) C6C-71 kPa (d) C6C-91 kPa 圖 4.21 剪切帶初現時之廣義剪應變圖-C6C
60
(a) C6CN-0 kPa (b) C6CN-32 kPa
(c) C6CN-64 kPa (d) C6CN-98 kPa
圖 4.22 剪切帶初現時之廣義剪應變圖-C6CN (許景富，2012)
61
(a) C6C-0 kPa (b) C6C-51 kPa
(c) C6C-71 kPa (d) C6C-91 kPa 圖 4.23 剪切帶初現時之體積應變圖-C6C
62
(a) C6R-0 kPa (b) C6R-0 kPa v2 (c) C6R-51 kPa
(d) C6R-71 kPa (e) C6R-91 kPa
圖 4.24 剪切帶初現時之照片-C6R
63
(a) C6R-0 kPa (b) C6R-0 kPa v2 (c) C6R-51 kPa
(d) C6R-71 kPa (e) C6R-91 kPa
圖 4.25 剪切帶初現時之廣義剪應變圖-C6R
64
(a) C6R-0 kPa (b) C6R-0 kPa v2 (c) C6R-51 kPa
(d) C6R-71 kPa (e) C6R-91 kPa
圖 4.26 剪切帶初現時之體積應變圖-C6R
65
(a) C10C-0 kPa (b) C10C-51 kPa
(c) C10C-71 kPa (d) C10C-91 kPa 圖 4.27 剪切帶初現時之照片-C10C
66
(a) C10C-0 kPa (b) C10C-51 kPa
(c) C10C-71 kPa (d) C10C-91 kPa 圖 4.28 剪切帶初現時之廣義剪應變圖-C10C
67
(a) C10C-0 kPa (b) C10C-51 kPa
(c) C10C-71 kPa (d) C10C-91 kPa 圖 4.29 剪切帶初現時之體積應變圖-C10C
68
(a) CM1-0 kPa (b) CM1-51 kPa
(c) CM1-71 kPa (d) CM1-91 kPa 圖 4.30 剪切帶初現時之照片-CM1
69
(a) CM1-0 kPa (b) CM1-51 kPa
(c) CM1-71 kPa (d) CM1-91 kPa 圖 4.31 剪切帶初現時之廣義剪應變圖-CM1
70
(a) CM1-0 kPa (b) CM1-51 kPa
(c) CM1-71 kPa (d) CM1-91 kPa 圖 4.32 剪切帶初現時之體積應變圖-CM1
71
(a) CM2-0 kPa (b) CM2-0 kPa v2 (c) CM2-51 kPa
(d) CM2-71 kPa (e) CM2-91 kPa
圖 4.33 剪切帶初現時之照片-CM2
72
(a) CM2-0 kPa (b) CM2-0 kPa v2 (c) CM2-51 kPa
(d) CM2-71 kPa (e) CM2-91 kPa
圖 4.34 剪切帶初現時之廣義剪應變圖-CM2
73
(a) CM2-0 kPa (b) CM2-0 kPa v2 (c) CM2-51 kPa
(d) CM2-71 kPa (e) CM2-91 kPa
圖 4.35 剪切帶初現時之體積應變圖-CM2
74
(a) ER-0 kPa (b) ER-51 kPa
(c) ER-71 kPa (d) ER-91 kPa 圖 4.36 剪切帶初現時之照片-ER
75
(a) ER-0 kPa (b) ER-51 kPa
(c) ER-71 kPa (d) ER-91 kPa 圖 4.37 剪切帶初現時之廣義剪應變圖-ER
76
(a) ER-0 kPa (b) ER-51 kPa
(c) ER-71 kPa (d) ER-91 kPa 圖 4.38 剪切帶初現時之體積應變圖-ER
77
表 4.2 和表 4.3 為剪切帶初現時的軸向應變和軸向應力整理。從表中
表 4.2 C6C、C6R、C10C 剪切帶初現時之軸向應力、軸向應變值 試體 & 圍壓 初現時之軸向應變值 (%) 應力峰值之軸向應變值 (%)
C6C-0
2.2 0.8C6C-51
2.5 0.8C6C-71
2.3 0.8C6C-91
5.0 2.8C6R-0
1.8 0.5C6R-0 v2
1.1 0.4C6R-51
2.0 0.6C6R-71
2.4 0.8C6R-91
3.4 0.6C10C-0
2.0 0.6C10C-51
1.4 0.8C10C-71
1.5 1.0C10C-91
2.2 0.879
表 4.3 CM1、CM2、ER 剪切帶初現時之軸向應力、軸向應變值
表 4.4 各試體剪切帶初現時之剪切帶角度
圖 4.40 剪切帶角度與摩擦角關係圖
圖 4.41 剪切帶內最大廣義剪應變-C6C C6R-0kPa v2 C6R-51kPa C6R-71kPa C6R-91kPa
83
圖 4.43 剪切帶內最大廣義剪應變-C10C
圖 4.45 剪切帶內最大廣義剪應變-CM2 CM2-0kPa v2 CM2-51kPa
為了知道剪切帶隨著軸向應變增加時的變化情形，將各試體在剪切
剪應變就已經達到 0.1，而圍壓 71 kPa 和 91 kPa 要在軸向應變 3%以後才
圖 4.48 剪切帶內寬度比-C6R C6R-0kPa v2 C6R-51kPa
圖 4.50 剪切帶內寬度比-CM1 CM2-0kPa v2 CM2-51kPa CM2-71kPa CM2-91kPa
89
圖 4.52 剪切帶內寬度比-ER