考虑尺寸效应影响的准脆性材料断裂特性

作者：吕川; 王俊杰^*; 黄诗渊; 杜甜甜

来源：中国科技论文, 2023, 18(06): 650-655.

• 尺寸效应
• 准脆性材料
• 断裂韧度
• 抗拉强度
• 断裂能

为研究尺寸效应对准脆性材料抗裂性能的影响，以石膏为研究对象，对直径分别为60、100、150、200 mm的半圆弯曲(semi-circular bend, SCB)试样和中心直裂纹半圆弯曲(notched semi-circular bend, NSCB)试样进行了三点弯曲加载，分析了尺寸效应影响下准脆性材料的断裂特性演化规律，包括荷载-位移曲线、抗拉强度(σt)、断裂韧度(KⅠC)、断裂能(Gf)和断裂过程区长度(rc)。结果表明：2种试样的荷载-位移曲线形态基本一致，表现为典型的脆性破坏；预制裂纹的存在降低了试样承载能力，相同尺寸下SCB试样的峰值荷载约为NSCB试样的5.57～6.25倍；σt随试样直径的增大逐渐降低，而KⅠC呈现相反的规律，尺寸效应对σt的影响更显著；极限裂纹张开位移随试样尺寸的增大逐渐增大，Gf与试样直径具有良好的线性关系；大尺寸试样具有较大的rc值，且rc与韧带区长度的比值随试样尺寸的增大而增大。

• 单位
  重庆交通大学; 土木工程学院