含裂紋與孔洞缺陷介質(zhì)的脆性破壞行為.pdf

1、在諸如巖石、混凝土、陶瓷和玻璃等脆性介質(zhì)中,常常分布大量的裂紋和孔洞等缺陷.這些缺陷在載荷作用下造成裂紋的孕育、萌生、繁衍、擴(kuò)展和貫通,導(dǎo)致介質(zhì)的強(qiáng)度和剛度降低.在實(shí)際工程中這種強(qiáng)度和剛度的降低有時(shí)會給人類造福,如,石材和礦石開采中的爆破、破碎等;有機(jī)卻會給人類帶來災(zāi)害,如石工程中的巖爆、滑坡、塌方等.在經(jīng)典的斷裂力學(xué)理論中,有關(guān)裂紋擴(kuò)展的研究只涉及裂紋尖端引起應(yīng)力集中所導(dǎo)致的裂紋擴(kuò)展問題,不僅不能用于研究非均質(zhì)介質(zhì)中的裂紋擴(kuò)展,也難以

2、考慮多裂紋擴(kuò)展中的相互作用過程.然而,對于巖石、混凝土等非均勻脆性介質(zhì)而言,缺陷并不僅僅是以尖銳裂隙的形式出現(xiàn),它也可能是孔洞或其它弱介質(zhì)缺陷.裂紋的不規(guī)則擴(kuò)展和缺陷之間的相互作用是非均勻脆性材料破壞的主要形式.因此,開展含裂紋和孔洞缺陷介質(zhì)破壞行為的研究,是當(dāng)今固體力學(xué)特別是巖土力學(xué)研究的重要課題之一,具有重要的學(xué)術(shù)和工程意義.該文首先基于缺陷的縱橫比給出了裂紋與孔洞缺陷的基本概念和相應(yīng)的定義,并對其按幾何形狀、賦存條件等進(jìn)行了分類,