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《巖石力學與工程學報》 2010年09期

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準脆性材料的破壞概率與強度尺寸效應

【摘要】：基于最弱鏈模型和缺陷的Poisson分布假設(shè),綜合體積和材質(zhì)因素,建立準脆性材料破壞概率和強度尺寸效應的統(tǒng)計模型和一般表達式。由此可知物體的破壞概率隨體積單調(diào)增加,強度隨體積單調(diào)減小,在通常有限的尺度范圍內(nèi),當體積很大時,強度變化很小可視作常值;無缺陷材料則沒有尺寸效應。通過分別采用Weibull分布和對數(shù)正態(tài)分布,得到材料破壞概率和強度尺寸效應的具體形式并進行對比分析,最后利用典型巖石強度試驗結(jié)果驗證其適用性。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),這2種分布都能描述材料的尺寸效應,而且體積相同時Weibull分布給出的強度值較低。當試樣體積與參考體積接近時,2種分布給出的強度結(jié)果差別很小,而對數(shù)正態(tài)分布在整個體積范圍都能給出更接近工程實際的強度值。在準脆性材料強度尺寸效應的統(tǒng)計途徑研究中,采用對數(shù)正態(tài)分布可作為Weibull尺寸效應理論的簡單改進。

【作者單位】： 清華大學水沙科學與水利水電工程國家重點實驗室;
【關(guān)鍵詞】：
【基金】： 清華大學水沙科學與水利水電工程國家重點實驗室項目(2009-ZY-4)
【分類號】：TU452
【正文快照】：

1引言巖石和混凝土等準脆性材料具有明顯的尺寸效應現(xiàn)象,即在材料性能測試中,其一些力學參數(shù),如強度、斷裂能、斷裂韌度以及臨界應變能釋放率等并非常數(shù),而是隨著試樣幾何尺寸的不同而發(fā)生改變。準脆性材料尺寸效應的主要原因可能在于其非均質(zhì)性,其內(nèi)部存在裂紋、節(jié)理及弱面

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