内应力假说和脆性材料特性参数的尺寸效应(Ⅰ)

根据弹性力学、弹塑性力学和能量守恒定律等基本原理．从材料的非均一性、多相性出发,提出了内应力假说,建立了一组描述尺寸效应的方程,用内应力的概念,解释了强度随试件尺寸增加而减少的现象．该假说预言材料初始切线弹模会随试件尺寸加大而减小,并由此解释了多晶冰强度和弹模随冰晶粒径改变而改变的粒径效应现象,而且本假说的理论公式与实验结果吻合良好．同时还针对脆性材料的断裂机理,直接由理论推导得出已为大量试验结果证实的脆性材料拉压二轴受力的强度公式,可预言脆性材料的断裂及裂纹位置和解释试件的破坏形态等现象,可很容易地说明为什么尺寸效应在试件尺寸大到一定程度会消失．这是一个解释尺寸效应的全新理论,是目前力学界可以同时解释以上现象的唯一理论．     

内应力假说和脆性材料特性参数的尺寸效应(Ⅲ)

内应力假说建立了一组描述脆性材料强度指标和弹模指标尺寸效应的方程 ;该假说认为内应力场或者说内应力能会随试件尺寸加大而加大 ,在引起材料强度指标随试件尺寸加大而减小的同时 ,还会引起材料初始切线弹模随试件尺寸加大而加大的弹模尺寸效应 .文中利用尺寸效应的方程对 3组不同尺寸的混凝土试件强度和弹模试验数据以及多组不同冰晶粒径的多晶冰试件强度和弹模试验数据进行了计算 ,结果表明理论公式在描述材料强度尺寸效应 (或粒径效应 )和弹模指标尺寸效应时具有良好的精度 ,证明了内应力理论是正确的 .对内应力理论在解释脆性材料破坏形态、尺寸效应等多种力学特性方面的应用进行了总结 .     

脆性材料断裂韧性的单一尺寸试件测定方法

脆性或准脆性材料(混凝土,陶瓷,大理石,岩石等)的断裂韧性随试件的大小而改变,具有明显的尺 寸效应．通常情况下描述材料尺寸效应的Bazant尺寸效应律是建立在一系列相似试件的基础上通过实验方 法确定的．提出了一种新的用单一试件测定断裂韧性的实验方法和计算公式,即采用含不同裂缝长度的单一 尺寸试件测定材料的断裂韧性与相似试件测定方法相比,测定结果吻合很好,该方法具有很强的实用性、便 于在实验室环境下用小试件测量,计算方法也很简便．     

脆性材料弯曲强度尺寸效应及抗拉强度

本文对脆性材料受拉破坏机理进行了研究分析,提出“均强度”假说并通过实验验证,建立了不同尺寸试件的变曲强度的关系以及弯曲与拉伸强度之关系,并推导了脆性材料破坏发生区的解析表达式,有效地解释了弯曲强度的尺寸效应问题。本研究对脆性材料和陶瓷材料的力学性能的研究和评价有指导意义。     

混凝土材料的断裂模型和强度尺寸效应

尺寸效应是准脆性材料的固有特性.讨论了混凝土材料的各种断裂模型,结合Bazant尺寸效应律,给出了不同断裂模型下的Bazant尺寸效应公式.     

改性高水材料尺寸与形状效应研究

高水材料广泛应用于地下采空区充填支护,其形状和尺寸对力学性质影响显著。为了研究不同形状和尺寸改性高水材料的力学性质,借助四川大学ETM力学试验系统,通过对不同尺寸和形状下的改性高水材料的破坏过程、抗压强度和变形特性等性质的测试,系统研究了改性高水材料的尺寸和形状效应。结果表明：改性高水材料是一种弹塑性材料,其变形破坏过程可以分为弹性阶段、屈服阶段、塑形阶段和破坏阶段四个过程;改性高水材料的尺寸仅影响其应力—应变曲线峰值强度,而形状对应力—应变曲线的峰值强度和形状均有较大影响;在一定范围内,随着材料尺寸的增加,圆柱体和立方体试件的抗压强度、弹性模量和变形模量均在一定范围内逐渐减小;在相同条件下,圆柱体试件的抗压强度、弹性模量大于立方体试件,变形模量小于立方体试件。     

混凝土材料断裂韧度分形尺寸效应

根据混凝土材料裂纹的分形特性,分析了混凝土的断裂韧度与裂纹带高度之间的变化关系.结合裂纹弯折扩展模型,计算了裂纹分形维数,提出了分形断裂韧度的理论模型,并与实验结果进行了验证.     

活性粉末混凝土抗压强度尺寸效应及弹性模量研究

活性粉末混凝土(简称RPC)作为一种新型材料,拥有优异的力学性能.为了使其更好地应用于桥梁工程等工程实践当中,对RPC抗压强度的尺寸效应及弹性模量进行试验研究.对于活性粉末混凝土而言,不掺钢纤维(RPC-1)的混凝土抗压强度尺寸效应较掺钢纤维的混凝土抗压强度明显;三种尺寸的立方体块抗压强度随试块尺寸的增大而减小;100 mm×100 mm×100 mm试块的抗压强度与100 mm×100 mm×300 mm试块的轴心抗压强度非常接近,活性粉末混凝土表现出了良好的韧性;三组混凝土的弹性模量分别为44.4 GPa、41.2 GPa、41.8 GPa,试验数据显示,混凝土在1/3强度内不会出现明显的塑性变形,可看做为线弹性材料.     

颗粒增强脆性基复合材料的尺寸效应

在材料细观非均匀性的基础上研究了含粒径不同颗粒的脆性基复合材料的宏观力学性质和破坏过程的尺寸效应。采用材料破坏过程分析数值模拟软件，对多颗粒增强脆性基复合材料在单轴拉伸荷载作用下经变形、损伤直至破坏的全过程进行模拟研究。结果表明当脆性基体分别复合体积分数相同而大小不同的柔性颗粒时复合材料具有不同的破坏机制，颗粒的尺寸会显著影响材料的破坏及失稳方式，材料的宏观强度随颗粒粒径的增加而降低：但颗粒的尺寸对复合材料线弹性阶段的刚度却影响甚微。     

Application of fractal theory to size effect of disordered materials

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｓｉｚｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｂｒｉｔｔｌｅｏｒｑｕａｓｉ ｂｒｉｔｔｌｅｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｖｅｂｅｅｎｖｅｒｙｐｏｐｕｌａｒｒｅｓｅａｒｃｈｓｕｂｊｅｃｔｓｒｅｃｅｎｔｌｙ ,ｈｏｗｅｖ ｅｒ,ｎｏｕｎｉｔａｒｙｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｔｈｅｓｉｚｅｅｆｆｅｃｔｈａｓｓｏｆａｒｂｅｅｎｓｕｍｍａｒｉｅｄ .Ｆｏｒｍａｔｅｒｉａｌｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｄｉｓｏｒｄｅｒｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓ ,ｔｈｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｄｅｃｒｅｍｅｎｔｒｅ…     

高地应力下砂岩力学参数和波速变化规律试验研究

基于波动方程,提出一种砂岩的纵波波速与静水围压关系的数学模型。在岩石常规三轴试验的基础上得到不同静水围压下砂岩的静弹性模量、静泊松比和纵波波速,并分别拟合得到静弹性模量-静水围压和静泊松比-静水围压关系的拟合曲线和拟合公式。试验结果表明,砂岩的静弹性模量和静泊松比随静水围压的增大而增加,且静弹性模量增加速率缓慢减少。基于波动方程求解得到纵波波速-静水围压关系的数学模型,利用数学模型计算得到的纵波波速可知,砂岩的纵波波速随静水围压的增大而增大,且增加速率逐渐变缓。计算得到的纵波波速与试验测得的纵波波速进行对比验证,误差范围为7.0%~8.3%,故基于波动方程求解的砂岩纵波波速-静水围压关系的数学模型可靠性和准确性较高,对高地应力下岩石的物理力学参数和波速变化规律的分析判定具有指导意义。     

Boundary element simulation of size effect in quasi-brittle aggregate materials

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｔｉｓａｃｏｍｍｏｎｓｅｎｓｅｔｈａｔｍａｎｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｔｒｕｃ ｔｕｒｅｓｍａｄｅｏｆｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓａｇｇｒｅｇａｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓｓｕｃｈａｓｃｏｎｃｒｅｔｅ ,ｒｏｃｋｓ ,ｃｅｒａｍｉｃｓ ,ａｎｄｖａｒｉｏｕｓｐａｒｔｉｃｌｅ ｄｉｓｐｅｒｓｅｄｏｒｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅａｎｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓａｎｄａｄｅｃｒｅａｓｅｉｎｓｔｒｅｎｇｔｈａｓｔｈｅｉｒｓｉｚｅｉｎｃ…     

Response models of weakly consolidated soft rock roadway under different interior pressures considering dilatancy effect

Surrounding rocks of weakly consolidated soft rock roadway show obvious strain softening and dilatancy effects after excavation. A damage coefficient concerning modulus attenuation was defined. Response models of stress and displacement of surrounding rock of soft rock roadway and analytical expressions to calculate plastic zones under different interior pressures and non-uniform original rock stresses were derived based on damage theories and a triple linear elastic-plastic strain softening model. Influence laws of dilatancy gradient on damage development, distributions of stresses and displacement in plastic region were analyzed. Interior pressure conditions to develop plastic region under different origin rock stresses were established and their influences on plastic region distribution were also discussed. The results show that the order of maximum principle stress is exchanged between ~0 and trr with the increase of interior pressure P0, which causes distributions of plastic zone and stress shift. Dilatancy effect which has great influences on the damage propagation and displacements in plastic region has little effect on the size of plastic region and stress responses. The conclusions provide a theoretical basis for a reasonable evaluation of stability and effective supporting of weakly consolidated soft rock roadway.     

Flow stress model considering the transformation-induced plasticity effect and the inelastic strain recovery behavior

On the basis of continuum mechanics and the Mori-Tanaka mean field theory, a micro-mechanical flow stress model that considered both the transformation-induced plasticity (TRIP) effect and the inelastic strain recovery behavior of TRIP multiphase steels was presented. The relation between the volume fraction of constituent phases and plastic strain was introduced to characterize the transformation-induced plasticity effect of TRIP steels. Loading-unloading-reloading uniaxial tension tests of TRIP600 steel w...     

转子轴封弹性槽形状及尺寸对应力集中的影响

计算了存在严重应力集中的转子轴封热弹性槽部位的热应力场。分析了弹性槽不同的结构形状对应力集中的影响,以及弹性槽不同的结构尺寸对应力集中的影响;对减小热弹性槽的应力集中程度提出了一些有益的建议。     

箱梁截面尺寸对横向温度应力影响的分析

温度效应已被纳入桥梁设计中,但在桥梁建设和运营中仍有温度裂缝出现,而这些温度裂缝大多由横向温度应力造成,因此横向温度应力在温度裂缝防治中逐渐占据重要地位.以横向温度应力的理论为基础,通过改变箱梁截面参数来分析其对横向温度应力的影响,为横向温度应力分析和桥梁结构的设计、施工及维护提供参考.