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《单轴压缩强度影响因素与研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、l.E-071.E-061.E-05l.E-04i.E-03l.E-02LE-01应变速率/s"图4.1单•轴爪缩强度9应变速率关系曲线I;ig.4.lCompressivestrength・s〔rainratecurveO£吏迴頊三泻0.1单•轴压缩强度影响因索研究冰的单轴圧缩强度对加载时冰样发牛的应变速率敏感血】，速率的不同会頁接影响极限应力的人小，而且会使冰在试验中表现岀不同的材料破坏行为，对应不同破坏现彖。内此应变速率是压缩试验中的电要控制参数和影响因子。在抗压强度与应变速率关系曲线I：（图4.1）,随着冰样加线时的位移速度増加，冰样的
2、破坏形式将由韧性向韧脆混介型和脆性发展，它们对应的试验应力■应变Illi线的形状也发牛变化，破坏过程和最终破坏形态也有不同。10.04.1.1韧性破坏材料的韧性足抬材料破坏（断裂或产牛较人形变）前吸收能量和进行塑性变形的能力。冰发宀韧性破坏时的典型应力•应变曲线如图4.2所示。随着加载进行，应变以恒怎速率增长。在最初阶段，由丁•试样断而不平移、试验机压头和试样耒完全接触等原因，应力•应变曲线常出现非线性增长阶段。在达到应力最大值前会有•直线段,该直线段体现了冰样承载的线性变形，足计算冰弹性模量的依抑:。此后，冰样开始屈服，应力逐渐过渡到皿大值并
3、开始下降，变形进•步增衣。发牛韧性行为时，门始至终冰样格体性没右破坏，所以冰样可以一直承载外力，只是承载力人小因冰内部变化而变化0505••••21100.00.0()0.010.02应变0.03图4.2冰在韧性破坏时的应力■应变曲线l;ig.4.2Ductilebehaviorstress-straincune图4.3韧性破坏过程l?ig.4.3Ductilefailureprocess韧性破坏中，基础面上的位错滑移是应变产生机制的上导因素。如果加载速率小F冰的位错速率，则冰发牛位错的时间充分，可以产牛裂纹极少的纯犁性破坏；、*加载速率增加到
4、大F位错速率时•则冰内部会形成裂缝,但总体仍以滑移变形为■称为位错控制的韧性破坏。韧性区内的冰样破坏形式,在慢速加载时，会产住明显变形,裂纹很少：在加载速率增加后,裂纹数僦增多,试验变形的同时,容易产生贯穿的纵向劈裂裂缝,造成试样的鼓胀,裂缝开展尤以接近应力眾大值时较多。总的来讲,失去强度后的冰样,整体基木完整,根据加载速率的不同,会仃不同形式的变形和数帖、分布不等的裂绻，少数冰样裂缝会柑用联结成大的裂缝，造成部分冰不同程度的剥离，但整体性依然心冷图4.4不同形式的韧性破坏Fig.4.4Ductilefailure41.2脆性破坏材料的脆性是指
5、材料在外力作用卜仅产生很小的变形，即断裂破坏的性质。冰的脆性只在加栈速率较快时发⑴，脆性破坏的典型应力■应变曲线形式如图4.5所示。3.0Fdlvfrs2.52.01.51.00.50.()20.030.010.0()应变图4.5冰在脆性破坏时的应力■应变曲线lig.4.5Brittlebehaviorstress・s(niincurve在试验机压头快速移动时，应力上升也I分迅速；但冰样的破坏儿乎没有仟何预;当达到最大应力后，冰样突然破坏，碎裂成若干部分,多含有大块碎块,整体被破勺瞬间失去承载能力（图4.6）o图4.6脆性破坏过秤Fig.4.6
6、Brittlefailureprocessffi1.7不同形式的脆性破坏Fig.4.7Brittlefailure脆性破坏时，冰内的微裂纹-冃形成，将迅速扩展成人的裂缝，使得冰样快速劈裂成若「•部分。破坏过程迅速，破坏后的碎块内部裂纹很少。常出现接近45。的平整剪切而、台阶状或扇形的破坏面（图4.7）o4.1.3韧脆转变行为从图4」中可以看出，随着应变速率的增加，抗压强度经历了先增加、后减小的过程。抗压强度随应变速率增大而增大的阶段，冰试样多发生韧性破坏，被称为韧性区：抗压强度随应变速率增大而减小的阶段，冰试样多发牛•脆性破坏，被称为脆性区：而
7、抗压强度的峰值极限应力，就出现在韧件区和脆牲区之间，被称为过渡区。在过渡区阶段,同时存在韧性行为和脆性行为。但从加载过程的应力■应变曲线看,不仅有如图4.2和图4.5形式的典型韧性、脆性过程曲线,甚至可以在-次加我过程中同时出现韧性和脆性特征（如图4.8）。0.()00.010.02应变0.036.0ooO•••432edcrf宦1.0()・()5.0图4.8同时带有韧性和脆性特征的应力-应变Illi线Fig.4.8Stress-straincurveuithbothbrittleandductilecharacteristics同样,在破坏形
8、态上,除了有脆性破坏时使试样破碎为若F部分的大裂缝外,过渡区的冰样加载麻往往具冇分布均匀且数僦极多的细小裂纹，遍布各个碎块，使Z看起來“发白”;或者在
