非均勻脆性材料破壞的標(biāo)度律特征與參數(shù)估計(jì).pdf

1、地震、山地滑坡以及大型土木工程結(jié)構(gòu)等的破壞均屬于非均勻脆性材料破壞的范疇，由于該類(lèi)材料本身的脆性特征以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的非均勻性，導(dǎo)致破壞發(fā)生的不確定性和無(wú)法預(yù)測(cè)性，一旦發(fā)生會(huì)給人們的生活和生產(chǎn)帶來(lái)巨大的損失。本文針對(duì)非均質(zhì)脆性材料，從理論研究、數(shù)值分析以及試驗(yàn)驗(yàn)證三個(gè)方面，詳細(xì)說(shuō)明了該類(lèi)材料破壞發(fā)生前的標(biāo)度律特征，并對(duì)標(biāo)度律特征中涉及的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行估計(jì)和分析。
　　首先，基于細(xì)觀(guān)損傷力學(xué)和整體平均場(chǎng)近似理論，將復(fù)雜的非均勻脆性材料理想

2、化為連續(xù)閾值模型。通過(guò)采用均勻分布函數(shù)和Weibull分布函數(shù)對(duì)理論模型中細(xì)觀(guān)單元閾值的非均勻性進(jìn)行連續(xù)刻劃，初步證明了系統(tǒng)響應(yīng)量災(zāi)變破壞前的臨界冪律行為，并對(duì)冪指數(shù)進(jìn)行估計(jì)與分析。
　　其次，采用Monte Carlo方法將非均勻脆性材料離散化為一維纖維束模型，并對(duì)其進(jìn)行應(yīng)力控制模擬加載。模擬結(jié)果顯示：在名義應(yīng)力逐漸增加并趨于極大值的過(guò)程中，離散纖維束模型損傷演化的響應(yīng)量或響應(yīng)函數(shù)表現(xiàn)出與理論分析相同的冪律奇異性特征。
　

3、　然后，通過(guò)花崗巖的單調(diào)加載破壞試驗(yàn)和蠕變破壞試驗(yàn)對(duì)非均勻脆性材料破壞前臨界冪律性行為進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)過(guò)程中與破壞直接相關(guān)的是加速演化階段，期間試樣的變形率隨加載控制變量（試驗(yàn)機(jī)加載位移或加載時(shí)間）之間表現(xiàn)出明顯的冪律奇異性特征，冪指數(shù)的擬合結(jié)果隨著花崗巖的不同破壞試驗(yàn)呈現(xiàn)出了差異性。
　　最后，對(duì)花崗巖的試驗(yàn)破壞過(guò)程進(jìn)行整體研究，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)在不同的試驗(yàn)中試樣變形隨控制加載量呈現(xiàn)出相同的變化特征，都可以分為3個(gè)不同的演化階段：第Ⅰ