非均勻脆性材料破壞的標(biāo)度律特征與參數(shù)估計.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)生的不確定性和無法預(yù)測性，一旦發(fā)生會給人們的生活和生產(chǎn)帶來巨大的損失。本文針對非均質(zhì)脆性材料，從理論研究、數(shù)值分析以及試驗驗證三個方面，詳細(xì)說明了該類材料破壞發(fā)生前的標(biāo)度律特征，并對標(biāo)度律特征中涉及的關(guān)鍵參數(shù)進行估計和分析。
　　首先，基于細(xì)觀損傷力學(xué)和整體平均場近似理論，將復(fù)雜的非均勻脆性材料理想

2、化為連續(xù)閾值模型。通過采用均勻分布函數(shù)和Weibull分布函數(shù)對理論模型中細(xì)觀單元閾值的非均勻性進行連續(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，并對冪指數(shù)進行估計與分析。
　　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，并對其進行應(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，通過花崗巖的單調(diào)加載破壞試驗和蠕變破壞試驗對非均勻脆性材料破壞前臨界冪律性行為進行試驗驗證。試驗過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（試驗機加載位移或加載時間）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呈現(xiàn)出了差異性。
　　最后，對花崗巖的試驗破壞過程進行整體研究，發(fā)現(xiàn)試驗在不同的試驗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個不同的演化階段：第Ⅰ