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 。

用变裂缝单一尺寸试样确定大理岩的断裂韧度

采用具有不同长度裂缝单一尺寸的中心圆孔平台圆盘试件，测定了大理岩的断裂韧度。基于Bazant的尺度律理论，根据有限元分析的结果拟合得到了无量纲能量释放率g（α0）的函数表达式，当无量纲裂缝长度α0=α0/R在0．28～0．51的范围时，与试件形状有关的函数g′（α0）／g（α0）的变化范围为1．0～5．8，能够满足Bazant尺度律公式中对脆性数∥范围的需求。由试验结果得到了与试件尺寸无关的断裂韧度的真实值胖和断裂过程区长度Cf。用该方法确定岩石的断裂韧度，能够避免使用较大尺寸的试件，以及为得到足够大的口值范围而使用两种或两种以上试件的准备和试验带来的困难。