徐纪鹏 董新龙,2) 付应乾 俞鑫炉 周风华

∗(宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室,浙江宁波 315211)

†(北京理工大学机电学院,北京 100081)

引言

混凝土、岩石及陶瓷等脆性材料存在严重的拉压不对称性,其拉伸强度一般远小于压缩强度.大多情况下这类材料和结构的破坏是由拉伸断裂引起的,如弯曲破坏、压缩碎裂、应力波在界面反射引起的层裂等,因此,脆性材料的拉伸强度是人们关注的重要参数[1-3].目前,关于脆性或准脆性材料的拉伸强度测定主要有直接拉伸法[4]和间接拉伸法[5-12].其中,巴西圆盘劈裂实验具有加载简单方便、可利用Hopkinson 压杆加载用于动态拉伸强度测试等优点,是目前使用最广泛的间接拉伸实验方法,已被国际岩石力学学会(ISRM)、美国材料和试验协会(ASTM)、英国的BS 标准和国际ISO 标准作为岩石抗拉强度测试的推荐方法[7-8],日本则更将其定为混凝土拉伸强度的测试方法[9].因应用广泛,巴西圆盘劈裂实验自提出以来,对该方法的验证、改进以及扩展研究就没有停止,一直是研究的热点[10-21].

巴西劈裂实验分析中,抗拉强度的计算是基于弹性力学平面问题解析解.由于巴西劈裂不是通常意义上的一维拉伸实验,巴西圆盘实验中试件各点处于复杂应力状态,拉伸强度值的确定还与破坏准则的选择有关,因此规定巴西劈裂实验数据有效性必须满足:断裂是在载荷最大点处从圆盘试件的中心处起始,沿着加载方向瞬态扩展到上、下加载两……