准脆材料动力强度的本质和侧向惯性约束作用

摘要

从材料内部结构层次的角度,就准脆材料动力强度的本质和侧向惯性效应的作用问题进行了研究.利用岩体的Maxwell型松弛模型,得到了试样的强度、应变率、试样尺度和松弛速度之间的关系.利用这一关系解释了实验得到的岩石试样的动力强度与应变率成正比、与试件的尺寸成正比的结果.利用这一关系和实验数据拟合,得到了断裂传播速度随试件尺寸的增大而减小的结论.利用这一关系,结合Bazant的静力强度尺寸律,确定了相应的区分动力尺寸效应与静力尺寸效应的特征应变率.进一步的研究表明,岩石试样的动力强度的本质是由于断裂传播速度的有限性,当加载速度足够大时,在试样完全宏观断裂之前所发生的超载.侧向惯性约束的作用可以归结为降低了断裂的传播速度,即降低了松弛速度,从而有更充足的时间保证超载的发生.