岩石和混凝土断裂力学

资料大小：19M
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-03

资料介绍

断裂力学是近20多年来发展起来的一门新兴学科,它主要
研究带裂缝固体的强度和裂缝传播的规律,对于不同条件下的不
同材料,人们往往根据自己的目的,将材料抽象为某种“理想物
质”,以便反映其某些最重要的特性。在研究断裂问题时,将材料
抽象为理想线弹性体就有线弹性断裂力学,如果再考虑裂缝尖端
塑性区就有弹塑性断裂力学,考虑材料的惯性来讨论裂缝的传播
就有断裂动力学。不少情况下温度的影响和“时间效应"都不能忽
略。从流变学观点出发考虑到材料的流变性能就有流变断裂学。
它还可细分为粘弹性、粘弹塑性、热粘弹性及热粘弹塑性断裂力
学等,近年来,将断裂力学与损伤力学相结合来解决与岩石、混
凝土有关的工程结构问题已成为一种趋势。目前只有线弹性断裂
力学比较成熟,并已制定出规范,编成计算手册应用于生产。
断裂力学涉及内容很广,这里只介绍一些基础性的内容。可
以说断裂力学是从总结惨痛的血的教训中产生的,金属构件常在
应力不高甚至低于屈服极限的情况下发生突然的脆性破坏,如焊
接钢桥突然倒塌,焊接船体突然断裂,各种球罐突然爆炸等。这
些均不能用传统的强度理论(如材料力学).来解释,随着生产的
-1-
发展,大量采用新材料(高强度钢、复合材料、塑料等)、新工
艺、新的工作条件(高温、高速、高压、低温)等,致使古典强
度理论无法适应新的生产需要,对低应力脆断事故进行大量分析
研究表明,脆断是由于宏观缺陷或裂缝的失稳扩展引起的。这
样,强度理论不仅要通过阻止屈服以达到高强度,还要通过阻止
裂缝扩展来达到高的断裂韧度。断裂力学扬弃了传统强度理论关
于材料不存在缺陷的假设,认为裂缝的存在是不可避免的。材料
在生产过程(铸、锻、焊、热处理)和使用过程中(装配、摩
擦、损伤、腐蚀、疲劳、中子照射、氢渗人)都会产生裂缝。断
裂力学着眼于从裂缝尖端局部区域的应力场、位移场来研究带裂
缝的构件所能承受的载荷和断裂韧度及裂缝尺寸间的定量关系;
研究裂缝的扩展规律,考察裂缝对结构强度和使用寿命的影响,
建立断裂判据;提出容许裂缝的设计方法,探讨如何控制和防止
结构断裂破坏的措施。