2_工程材料的强度和变形特性解析
材料力学材料的强度和变形行为
材料力学材料的强度和变形行为材料力学是研究材料在外力作用下的强度和变形行为的学科。
在工程设计和材料选择过程中，了解材料的强度和变形行为对提高产品性能和安全性至关重要。
本文将探讨材料的强度和变形行为，并深入了解不同材料在外力作用下的特性。
一、材料的强度1. 强度的概念材料的强度是指材料能够抵抗外力的能力。
强度取决于材料的内部结构和晶格排列。
不同材料具有不同的强度特性，例如金属材料通常具有较高的强度，而陶瓷材料则表现出较低的强度。
2. 抗拉强度抗拉强度是指材料在受到拉伸力作用下能够承受的最大应力。
材料的抗拉强度可以通过拉伸试验来测定。
在拉伸试验中，材料样品会受到均匀的拉力，直至样品发生断裂。
通过测量断裂前的拉力和样品的初始截面积，可以计算出材料的抗拉强度。
3. 压缩强度压缩强度是指材料在受到压缩力作用下能够承受的最大应力。
与抗拉强度类似，材料的压缩强度也可以通过压缩试验来测定。
在压缩试验中，材料样品会受到均匀的压力，直至样品发生压碎。
通过测量压碎前的压力和样品的初始截面积，可以计算出材料的压缩强度。
4. 剪切强度剪切强度是指材料在受到剪切力作用下能够承受的最大应力。
剪切强度通常小于抗拉强度和压缩强度。
材料的剪切强度可以通过剪切试验来测定。
在剪切试验中，材料样品会受到剪切力，直至样品发生切断。
通过测量切断前的剪切力和样品的初始截面积，可以计算出材料的剪切强度。
二、材料的变形行为1. 弹性变形弹性变形是指材料在受到外力作用后能够恢复到原始形状和尺寸的能力。
弹性变形的特点是应变与应力成正比，材料在弹性变形时不会发生永久变形。
弹性模量是衡量材料弹性变形能力的重要参数，通常以杨氏模量或剪切模量表示。
2. 塑性变形塑性变形是指材料在受到外力作用后发生永久性变形的能力。
塑性变形的特点是应变与应力不再成正比，材料在塑性变形时会改变内部结构，形成新的晶粒和位错。
塑性变形可以通过延伸试验、压缩试验或弯曲试验来观察和测定。
材料力学强度理论
材料力学强度理论
材料力学强度理论是材料力学的一个重要分支，它研究材料在外力作用下的强
度和变形特性。
材料的强度是指材料抵抗破坏的能力，而变形特性则是指材料在外力作用下的形变行为。
强度理论的研究对于材料的设计、制备和应用具有重要意义。
首先，强度理论可以帮助我们了解材料的破坏机制。
材料在外力作用下会发生
破坏，而不同的材料在受力时表现出不同的破坏模式，比如拉伸、压缩、剪切等。
强度理论可以通过实验和理论分析，揭示材料在受力时的破坏机制，为材料的设计和选用提供依据。
其次，强度理论可以指导材料的合理使用。
在工程实践中，我们需要根据材料
的强度特性来选择合适的材料，并确定合理的使用条件。
强度理论可以帮助我们评估材料在特定工况下的承载能力，从而保证材料的安全可靠使用。
此外，强度理论还可以为材料的改进和优化提供指导。
通过对材料强度特性的
研究，我们可以发现材料的强度局限性，并提出改进的方案。
比如，可以通过合金化、热处理等手段来提高材料的强度，或者通过结构设计来减小应力集中，提高材料的抗破坏能力。
综上所述，材料力学强度理论是材料科学中的重要内容，它不仅可以帮助我们
了解材料的破坏机制，指导材料的合理使用，还可以为材料的改进和优化提供指导。
在未来的研究和工程实践中，我们需要进一步深入研究强度理论，不断提高材料的强度和可靠性，为社会发展和科技进步做出贡献。
二建建筑的建筑材料性能
二建建筑的建筑材料性能建筑材料是指用于建造和修复各类建筑物的材料。
在二级建造师考试中，建筑材料的性能是一个重要的考点。
本文将从物理性能、力学性能和耐久性能三个方面介绍二建建筑常用材料的性能特点，帮助考生更好地理解和记忆相关知识。
一、物理性能物理性能是指建筑材料在外界环境下的各种物理特性。
常见的物理性能有密度、热传导性、声传导性、吸水性等。
1. 密度：密度是指单位体积内的质量，通常用千克/立方米表示。
在建筑中，不同材料的密度会对结构和施工产生影响。
例如，密度大的材料可以提供更好的隔音效果，而密度小的材料则更轻便。
2. 热传导性：热传导性是指材料传导热量的能力。
建筑材料的热传导性能对于保温和隔热非常关键。
一般而言，导热系数越小的材料，保温性能越好。
3. 声传导性：声传导性是指材料对声波的传导能力。
在建筑领域，隔音是一个重要的考虑因素。
各种建筑材料的声传导性能各异，如隔音板、隔音玻璃等可以有效隔离噪音。
4. 吸水性：受潮、吸湿是一些建筑材料的固有特性。
吸水性能对建筑物的耐久性和变形非常重要。
合理使用吸水性能较弱的建筑材料，可以减少由于湿度变化引起的开裂、变形等问题。
二、力学性能力学性能是指建筑材料在受力状态下的各种性质。
主要包括强度、刚度、韧性、抗压强度、抗拉强度等。
1. 强度：强度是指材料抵抗破坏的能力。
对于建筑材料来说，强度是一个至关重要的指标。
在结构设计中，需要根据不同材料的强度来合理选择建筑材料，以确保结构的稳定可靠。
2. 刚度：刚度是指材料对应力的反应能力。
刚度越大，表示材料越难变形。
刚度较大的材料适合用于承重结构，如钢材和混凝土。
3. 韧性：韧性是指材料在受力过程中能够吸收和耗散大量的能量而不发生断裂。
在建筑中，一些受冲击力作用较大的部位需要具备韧性较好的材料，以增加结构的抗震性能。
4. 抗压强度和抗拉强度：抗压和抗拉强度是材料承受压力和拉力的能力。
在构建承重结构时，需要考虑材料的抗压和抗拉强度，以保证结构的稳定性。
工程材料力学性能
工程材料力学性能1. 引言工程材料力学性能是指材料在外力作用下的力学行为和性能特征。
能够准确评估材料的力学性能对于工程设计和材料选择具有重要意义。
本文将介绍一些常见的工程材料力学性能参数及其测试方法。
2. 抗拉强度抗拉强度是衡量材料抗拉能力的指标，通常用Mpa（兆帕）表示。
该值表示材料能够承受的最大拉伸力。
一般情况下，抗拉强度越高，材料的抗拉性能越好。
抗拉强度的测试可以通过拉伸试验来完成。
在拉伸试验中，标准试样会受到均匀的拉力，直到发生材料破裂。
通过测量试样的最大载荷和横截面积，可以计算出抗拉强度。
3. 弹性模量弹性模量是衡量材料刚性和变形能力的指标，通常用Gpa （千兆帕）表示。
弹性模量越大，材料的刚性越好，变形能力越小，即材料在外力作用下不容易发生变形。
弹性模量的测试可以通过弹性试验来完成。
在弹性试验中，标准试样会受到一定的载荷，然后释放。
通过测量载荷-变形关系的斜率，即应力-应变的比值，可以计算出弹性模量。
4. 屈服强度屈服强度是材料在拉伸过程中突破弹性极限后的抗拉能力，通常用Mpa表示。
屈服强度代表了材料的韧性和延展性。
材料的屈服强度越高，其抗变形性能越好。
屈服强度的测试可以通过拉伸试验或压缩试验来完成。
在拉伸试验中，标准试样会受到逐渐增加的拉力，直到发生塑性变形。
通过测量试样的屈服点和横截面积，可以计算出屈服强度。
5. 硬度硬度是衡量材料抗外界划痕和压痕能力的指标。
常见的硬度测试方法包括布氏硬度（HB）、维氏硬度（HV）、洛氏硬度（HRC）等。
硬度测试方法根据材料的硬度特性进行选择。
例如，布氏硬度适用于较软的金属材料，而维氏硬度适用于硬度较高的金属材料。
硬度的测试结果通常以单位压力下形成的压痕直径或者硬度值表示。
6. 断裂韧性断裂韧性是衡量材料抵抗破裂扩展的能力以及吸收塑性能力的指标。
常用的断裂韧性测试包括冲击试验和拉伸试验。
冲击试验通常用于低温下材料的断裂韧性测试。
在冲击试验中，冲击试样受到快速施加的冲击载荷，通过测量试样的断裂能量和断口形貌，可以评估材料的断裂韧性。
建筑物结构设计方案的强度分析
建筑物结构设计方案的强度分析引言建筑物结构设计是建筑工程中至关重要的一环。
在设计过程中，强度分析是其中一个重要的步骤。
强度分析能够评估建筑物结构在承受外力时的稳定性和安全性，为工程师提供重要的设计依据。
本文将探讨建筑物结构设计方案的强度分析方法和关键考量因素。
一、强度分析的基本原理强度分析是通过对建筑物结构的材料性能和受力情况进行分析，评估其承受外力的能力。
基本原理包括力学原理、材料力学和结构力学。
1.1 力学原理力学原理是强度分析的基础，包括静力学和动力学。
静力学研究物体在平衡状态下的受力情况，动力学研究物体在运动状态下的受力情况。
在建筑物结构设计中，通常采用静力学原理进行强度分析。
1.2 材料力学材料力学研究材料的强度和变形特性。
建筑物结构的强度分析需要考虑材料的强度和变形，以及材料的破坏模式。
常见的材料力学参数包括抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。
1.3 结构力学结构力学是建筑物结构设计中的核心内容。
它研究建筑物结构在受力情况下的变形和破坏。
结构力学分析包括静力学分析、动力学分析和稳定性分析等。
二、强度分析方法强度分析方法根据建筑物结构的特点和受力情况的不同，可以分为静力学分析和动力学分析。
2.1 静力学分析静力学分析是建筑物结构设计中最常用的强度分析方法。
它通过分析建筑物结构在静力平衡下的受力情况，评估结构的稳定性和安全性。
静力学分析通常采用有限元法、刚度法等方法进行。
2.2 动力学分析动力学分析是建筑物结构设计中的重要组成部分。
它研究建筑物结构在地震、风荷载等动力荷载下的受力情况，评估结构的稳定性和安全性。
动力学分析通常采用模态分析、时程分析等方法进行。
三、强度分析的关键考量因素强度分析的结果直接影响建筑物结构的安全性和可靠性。
在进行强度分析时，需要考虑以下关键因素。
3.1 荷载荷载是建筑物结构设计中最重要的考量因素之一。
荷载包括静力荷载和动力荷载。
静力荷载包括自重、活载、雪荷等，动力荷载包括地震、风荷载等。
地质勘察工程中的岩石力学参数测定与分析规范要求
地质勘察工程中的岩石力学参数测定与分析规范要求地质勘察工程中的岩石力学参数测定与分析是一个重要的环节，它对于工程的设计、施工和监测具有重要的指导作用。
本文将介绍一些地质勘察工程中岩石力学参数测定与分析的规范要求。
一、岩石力学参数的测定1. 岩石抗压强度的测定岩石抗压强度是评价岩石抗压性能的重要指标。
测定岩石抗压强度时，应选取岩石试样，并采用标准试验方法进行测定。
常用的测定方法有单轴抗压试验和围压试验两种。
在进行单轴抗压试验时，应根据岩石的性质和用途选择合适的试验荷载方式和荷载速率。
试样的准备和试验过程应严格按照规范要求进行，以保证测试结果的准确性。
在进行围压试验时，应选择适当的围压强度和应力路径。
试验过程中要注意控制围压强度和应力路径，以确定岩石在不同应力状态下的抗压强度。
2. 岩石剪切强度的测定岩石剪切强度是评价岩石抗剪性能的指标。
测定岩石剪切强度常采用直接剪切试验和剪切强度试验两种方法。
在进行直接剪切试验时，应选择适当的正应力和剪切速率，并保证试样的准备和试验过程符合规范要求。
在进行剪切强度试验时，应控制试验条件，如保持试样的饱和状态、选取合适的剪切速率和应力路径等，以获得准确的剪切强度值。
3. 岩石弹性模量的测定岩石弹性模量是衡量岩石变形性能的重要参数。
测定岩石弹性模量时，应选择合适的试验方法和试验设备，并按照规范要求进行试验。
常用的测定方法有静弹模量试验和动弹模量试验两种。
在进行静弹模量试验时，应根据岩石的性质选择合适的荷载方式和荷载速率，并保证试验过程中的应力状态和变形状态处于线弹性范围内。
在进行动弹模量试验时，应选择适当的试验频率、试验振幅和试验条件，并保证试验结果的准确性。
二、岩石力学参数的分析1. 岩石强度与变形特性的相关性分析岩石的强度和变形特性是相互关联的，其关系对于岩石力学参数的分析非常重要。
在进行岩石力学参数的分析时，应充分考虑岩石的强度与变形特性之间的相关性。
2. 岩石力学模型的选择岩石力学模型是进行岩石力学参数分析的基础。
07-01_《材料力学》实验指导书解析
第一部分材料的力学性能测试任何一种材料受力后都有变形产生，变形到一定程度材料就会降低或失去承载能力，即发生破坏，各种材料的受力——变形——破坏是有一定规律的。
材料的力学性能（也称机械性能），是指材料在外力作用下表现出的变形和破坏等方面的性能，如强度、塑性、弹性和韧性等。
为保证工程构件在各种负荷条件下正常工作，必须通过试验测定材料在不同负荷下的力学性能，并规定具体的力学性能指标，以便为构件的强度设计提供可靠的依据。
材料的主要力学性能指标有屈服强度、抗拉强度、材料刚度、延伸率、截面收缩率、冲击韧性、疲劳极限、断裂韧性和裂纹扩展特性等。
金属材料的力学性能取决于材料的化学成分、金相结构、表面和内部缺陷等，此外，测试的方法、环境温度、周围介质及试样形状、尺寸、加工精度等因素对测试结果也有一定的影响。
材料的力学性能测试必修实验为4学时，包括：轴向拉伸实验、轴向压缩实验、扭转实验。
1. 轴向拉伸实验1.1 实验目的1、 测定低碳钢的屈服强度eL R （s σ）、抗拉强度m R （b σ）、断后伸长率A 11.3（δ10）和断面收缩率Z （ψ）。
2、 测定铸铁的抗拉强度m R （b σ）。
3、 比较低碳钢（塑性材料）和铸铁（脆性材料）在拉伸时的力学性能和断口特征。
注：括号内为GB/T228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》发布前的旧标准引用符号。
1.2 设备及试样1、 液压式万能材料试验机。
2、 0.02mm 游标卡尺。
3、 低碳钢圆形横截面比例长试样一根。
把原始标距段L 0十等分，并刻画出圆周等分线。
4、 铸铁圆形横截面非比例试样一根。
注：GB/T228-2002规定，拉伸试样分比例试样和非比例试样两种。
比例试样的原始标距0L 与原始横截面积0S 的关系满足00S k L =。
比例系数k 取5.65时称为短比例试样，k 取11.3时称为长比例试样，国际上使用的比例系数k 取5.65。
非比例试样0L 与0S 无关。
材料的性能-工程材料
材料的性能-工程材料引言材料是工程设计和制造中至关重要的因素之一。
不同材料的性能直接影响到工程的可靠性、耐用性、平安性等方面。
本文将介绍工程材料的性能特点，包括力学性能、热性能、化学性能以及其它一些重要性能参数。
力学性能力学性能是材料工程中最根本、最重要的性能之一。
它包括强度、韧性、硬度、弹性模量等指标。
强度是指材料抵抗外部力量破坏的能力，常由抗拉强度或抗压强度来表示。
韧性是指材料在受到外部应力作用下发生塑性变形的能力，常由断裂韧性或冲击韧性来衡量。
硬度是指材料抵抗刮削或压痕的能力，可用洛氏硬度或维氏硬度进行测量。
弹性模量那么表示了材料在受力后会恢复原状的能力。
热性能热性能是材料在受热或受冷时的表现，包括导热性、热膨胀系数、比热容等。
导热性是材料传导热量的能力，由热传导率来度量。
热膨胀系数那么表示材料在温度变化时的体积膨胀或收缩程度。
比热容是指单位质量材料在温度升高1℃时所吸收或释放的热量。
化学性能化学性能是指材料与环境中化学物质发生反响的性能，包括耐腐蚀性、氧化性、复原性等。
耐腐蚀性是材料抵抗化学腐蚀侵蚀的能力，常用酸碱腐蚀试验来评估。
氧化性表示材料与氧气接触时的性能，如金属氧化后形成氧化膜。
复原性是指材料复原他物的能力，用于一些特定工艺中。
其它重要性能参数除了上述的根本性能指标外，还有一些其它重要的性能参数需要考虑。
例如，电导率是指材料导电的能力，常用于电子器件中。
磁性是指材料对磁场的反响能力，用于电磁设备的制造。
透光性是指材料对光线透过的能力，一些光学器件中十分重要。
总结工程材料的性能对工程设计和制造至关重要。
不同材料的性能特点决定了它们的适用范围和工程应用的可行性。
力学性能、热性能、化学性能以及其它一些重要性能参数都需要考虑进去。
通过综合评估材料的性能，可以选择最适宜的材料来满足工程需求。
以上是关于工程材料性能的简要介绍，希望对读者有所帮助。
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土体变形的组成部分
对土样进行三轴试验时，如果在试样破坏之前进行卸载，可以发现应 力-应变关系近似一条直线，其斜率接近初始曲线的斜率，可恢复部 分的应变称为弹性应变，不可恢复部分的应变称为塑性应变。 而当保持某一应力水平不变时，随着时间的发展应变也跟着增大，增 大的量值与应力水平有关，这样产生的应变称为蠕变。
在静水压力作用下，物体在各个方向的压力是相等的，只 有应力球张量，应力偏张量为零。
静水压力试验中，固体金属的体积变化基本上是弹性的， 去掉压力后体积变形可以恢复，不呈现残余的体积变形。 在复杂应力状态下，对一般金属材料在弹塑性变形很大时， 忽略体积变化，认为体积不可压缩是合理的。
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静水压力试验
土的类别、固结状态、密实度和加载方式等对土 的变形性质都有重要影响。
4
混凝土由水泥、砂子、石子和水拌和而成，浇筑 后逐渐硬化，是具有很高强度的密实块体； 不论那种配合比的混凝土都是由细骨料(砂子)与 水泥浆组成水泥砂浆，粗骨料(碎石或砾石)则浸 埋在水泥砂浆内，硬结后成为内部结构极为复杂 的，非匀质的非连续体；
单位应力时土体的初始模量，也称模量数
n
3 E 0 Kp a p a
单位应力
试验常数
围压越大，初始模量越大，相同应力下应变越小
20
应力路径对变形的影响
各向异性对变形的影响
应力路径不同的三轴试验 应力-应变曲线
不同方向无侧限压缩试验 应力-应变关系
天然土层在强度和刚度上往往表现为各向异性 土的各向异性有两个原因： 一是结构方面的原因，在沉积和固结过程中 ，天然土层中的粘土颗粒及其组构单元排列的 方向性形成了土体各向异性， 二是应力方面的原因。天然土层中的初始应 力一般处于各向不等压力状态。 前者称为土体固有各向异性，后者称为土体 应力各向异性，不同加载方向对土的强度和变 形有重要影响
混凝土单向拉伸试验 应力-应变曲线
混凝土单向抗拉强度与抗压强度之比大约为 0.05～0.1之间。
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复合应力下的变形性质
双向压缩试验的应力-应变曲线
一向压缩一向拉伸试验应力-应变曲线
双向拉伸试验应力-应变曲线
混凝土双轴试验表明 双轴压缩试验，混凝土最大抗压强 度提高，当 2 / 1 0.5 时，最大抗压 强度提高 25 % ； 一压缩一拉伸双轴试验，混凝土最 大抗压强度降低，强度降低与拉伸应 力的增加几乎成正比例； 双轴拉伸试验混凝土的抗拉强度与 27 单向拉伸试验几乎相同。
试验表明：普通混凝土的各个组成部分(水泥石、 砂浆和粗骨料)的抗压强度一般都比作为整体材料 的混凝土的抗压强度高，这是由于水泥浆和骨料 接触面上的粘结力较弱所致。 影响混凝土变形的因素很多，如骨料颗粒和水泥 浆体的力学、物理和化学性质，骨料和水泥浆体 结合面的性质等。
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1 金属的强度和变形特性
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简化模型---基本假定
材料在屈服后，应力-应变曲线通常是非线性的，在解决 具体问题时，为方便和实用起见，常忽略某些次要因素 对应力-应变曲线进行简化，从而得到一些理想化的模型
基本假定 塑性体是初始各向同性的、均质的和连续的。 塑性变形部分的体积变化为零。 体积变化是弹性的，与平均应力呈线性关系。 静水压力不影响屈服． 拉伸与压缩屈服应力相等，不考虑Bauschinger 效应。
3
土是一种松散的三相体，由固体颗粒、液体和气 体组成的多孔隙材料，由于形成环境和演变过程 的差异，土往往表现为非均质、各向异性、有一 定的胶结性和结构性；
严格地讲，土的变形一开始就会有塑性变形产生。 土的体积变形主要是由土中水的排出，孔隙的压 缩引起的，固体颗粒本身体积可以被认为是不可 压缩的；
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应力-应变曲线的简化
有些金属有明显的屈服点，且流动阶段比较长，或者硬化程度比较小， 可以忽略硬化的影响，应力到达屈服极限以前，应力-应变呈线性关 系，应力到达屈服以后，应力保持为常数，这时可以采用理想弹塑性 模型。 若变形比较大，相应的弹性应变部分很小可以忽略不计，则可采用理想 刚塑性模型。
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复合应力下的变形性质
轴向压缩试验应力-体积应变曲线
三向受压试验轴向应力-应变曲线
从图中可以看出，应力达到破坏点后，混凝土产生剪胀现象； 双轴试验还表明：混凝土破坏时裂断面与最大拉应力方向正交； 在三向受压下混凝土不仅能提高强度，而且能提高延性。 图中表示混凝土三向受压试验时轴向应力-应变曲线，由此可见，随 着侧压力的增加，试件的强度与延性都有显著提高，又如在圆柱形混 凝土外设置箍筋或螺旋箍以约束混凝土均能起类似的效果。
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不同的应力路径对 应力-应变曲线的初 始模量及峰值都有 重要影响
加载速率对土的应力-应变关系的影响 加载速率问题实际上是时间效应问题，严格地讲，土的应 力和应变都是时间的函数。土体是具有弹性、塑性和粘性 的粘弹塑性体。不同的加载速率，应力-应变关系也有明 显差异，随着加载速率的增加，曲线的初始模增大，峰值 提高： 不同排水条件对变形的影响 土是三相体，含水量的多少以 及排水条件对土的变形性质有 重大影响，在排水条件下，由 固体颗粒组成的土骨架间的液 体和空气因荷载作用会被排出 ，引起土体固结而变形。而饱 和粘土在不排水条件下，通常 不同加载速率下土的 认为土体体积是不变的 应力-应变关系
对于硬化材料，也有将塑性硬化部分用直 线代替称为线性硬化塑性模型； 若变形比较大，而弹性部分比较小可以忽 略不计，成为线性硬化刚性模型。
线性硬化弹塑性材料
线性硬化刚塑性材
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2 土的强度和变形特性
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正常土的应力-应变曲线
对正常固结粘土、松砂和中密砂，如果取一试样，在三轴剪切 仪上进行三轴压缩试验，曲线及关系如下 (Kondner , 1963)：
0.75fc'
' c
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单向应力下混凝土的变形性质
当应力处于 0.5fc 和 0.75fc' 之间时 ，如果卸载，其应力-应变关系呈 非线性； 若重新加载，形成一小滞回圈； 卸载曲线和重加载曲线的平均斜 率与弹性阶段时的斜率大致相等； 当应力超过 时再卸载，卸载曲线 表现为强烈的非线性。
'
8
Bauschinger 效应
如果卸载后进行反向加载 (拉伸改为压缩)，首先出现弹性 变形，随后产生塑性变形，但这时新的屈服极限有所降低， 即这时的压缩应力-应变曲线比通常的压缩曲线更早出现 屈服点 Bauschinger 效应 s'' ；这一现象称 s'
Bauschinger效应
9
静水压力试验 体积的变化
轴向应变
q
正常固结粘土或松砂三轴 试验应力-应变关系曲线
a b1
双曲线函数参数
1
主应力差
加载过程中，材料变形进入弹塑性阶段后，应力随着应变增 大而不断提高。这种类型的应力-应变曲线称为加工硬化类 型曲线。加工硬化材料在加载过程中体积不断收缩。
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超固结粘土和密砂的应力-应变曲线
超固结粘土和密砂在三轴试验则的应力-应变曲线，曲 线出现一个驼峰，整个曲线表达(Prevost et.al , 1975)
'
当应变达到
u
时，混凝土破坏
应力-应变曲线的形状可通过混凝土内部微裂缝发展的机理来解释
当应力小于 0.3f 时，由于在微裂缝端部的应力集中现象，裂缝开始发展 ，消耗内能；当应力小于 0.5f 时，微裂缝的发展是稳定的；当应力大于
' c ' c
时裂缝开展加快，成为不稳定；当应力达到 f 时，材料发生加工 软化现象。所以混凝土压缩破坏是微裂缝不稳定发展的结果。
高、中、低强度混凝土的应 力-应变关系有相似的形状。 高强度混凝土有较高的线性 段，各种强度混凝土的峰值应 力约在应变为0.2%左右
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混凝土单向拉伸试验应力-应变曲线
曲线的形状与单向压缩试验应力-应变曲 线相似，因为两者的变形机理都与混凝 土中微裂缝的开展有关； 单向拉伸曲线线性阶段占的比例较大； 几乎所有曲线在应力小于混凝土抗拉强 ' 度 ft 的 60%时，材料呈线弹性性状， 在这一阶段，微裂缝的发展可以忽略； 超过0.6 ft ' ，微裂缝开展； 超过 0.75fc' ，微裂缝开展就不稳定了； 裂缝开展的方向与拉应力方向正交；
6
单向拉伸变形阶段
对一般金属材料，拉伸与压缩试验曲线在小弹塑变形阶段 基本重合，但在大塑性变形阶段就有差别，压缩曲线略高 于拉伸曲线
7
应力超过屈服极限后卸载：卸载过程中应 力-应变曲线 BD 近似平行于原来的弹性阶 段 AO
二次加载的应力-应变曲线
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软粘土地基最终沉降计算
软粘土地基最终 沉降可分为瞬时 沉降，主固结沉 降和次固结沉降， 即
主固结沉降
瞬时沉降是紧随着加载之后很快发生的沉 降，地基上在荷载作用下其体积还来不及发 生变化。瞬时沉降可近似用弹性理论计算； 主固结沉降是由于荷载作用下随着土孔隙 中水分的逐渐挤出，孔隙体积相应减小而发 生的； 次固结沉降则是由土骨架的蠕变变形所引 起的；
弹性应变增量 蠕变应变增量
t d ij d ije d ijp d ij
总应变增量
塑性应变增量
在应力比较小的情况下，土的变形主要表现为弹性,可根据广义虎克定律进行计算 塑性变形是永久性的变形，不可恢复，可通过塑性理论来计算; 蠕变是在荷载保持不变的情况下，随时间不断增加的变形，可通过粘弹塑性理论 来计算这部分变形。在不考虑时间效应的情况下，则可以不计算这部分变形; 把土作为弹性体时甚至也不考虑塑性变形。
静水压力对屈服极限的影响 加压力P到屈服，根据屈服时的载荷P可以换算出弹簧材 料的屈服极限，然后，在容器中加液压，重复上述试验， 再求出弹簧材料的屈服极限，发现弹簧的屈服极限值不随 容器中液压的升高而改变 如果卸去载荷 P 且不断提高液压，则材料并不屈服，由 此试验证明静水压力不影响初始屈服应力的数值 但此结论只能用于致 密材料，对于象铸造金 属、矿物等材料，则静 水压力对屈服的影响就 不能忽略