岩石材料混凝土材料夹杂实验图像显微镜

岩石破坏的尺度效应

在复杂性科学和物质多样性研究中，尺度效应是一个普遍而至关重
要的问题。尺度的不同常常引起材料主要相互作用力的不同，导致材料
物理力学性能产生重大差异，在不同尺度下的材料力学参数截然不同。
对于机械、航空领域而言，在实验室进行与实际结构等尺寸的研究比较
容易，相对而言，尺寸效应影响不是特别显著。然而，对于岩土工程领
域(如坝体、码头、桥梁基础等)，实际结构往往很大，在室内进行真实
结构等尺度大小的系统试验是不现实的，而且由于工程材料的复杂性(
如微裂缝、夹杂、孔洞以及界面脱层等缺陷存在及相互作用)，真实模
拟现场实际情况(几何相似、尺寸相似、材料相似、边界条件相似)几乎
是不太可能的。因此，在进行大尺度的工程结构设计中，如何合理选取
实验室里小尺度试验成果参数，一直是岩石力学中试图解决却未得到彻
底解决的问题之一。

目前，直接选用岩石材料作为研究对象，在实验室里直接进行尺度
效应测试的研究报道并不多见，而大多采用数值模拟手段来进行；而且
，岩石材料尺度效应大多沿用Ba2ant Z．P．等的混凝土材料尺度效应
研究结果。经过长期地质演化作用的岩石材料与经过充分搅拌均匀的混
凝土材料在细观层次上的非均匀程度存在着显著差异。

含微结构面不同直径灰岩试件的单轴压缩试验成果进行归纳分析，
研究灰岩材料的尺度效应规律及其影响因素，探讨灰岩尺度效应产生机
理，不但可为所选岩石建立真三轴能量破坏准则提供准确材料参数服务
，而且可为所选灰岩单轴压缩破坏机理提供合理解释。

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