土木工程材料的弹性、塑性、脆性及韧性

1．弹性
弹性是指材料在外力作用下产生变形，在取消外力后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质。这种可完全恢复的变形，称为弹性变形，具有这种性质的材料称为弹性材料。弹性材料的变形曲线是一条闭合曲线，即弹性变形属于可逆变形，其数值大小与其所受应力的大小成正比，其比例系数称为材料的弹性模量，用符号E表示。弹性模量是衡量材料抵抗变形能力的一个指标，E值越大，表明材料越不易变形，即刚度越好。弹性模量是进行结构设计时的重要参数。

2．塑性
塑性是指材料在外力作用下产生变形，在取消外力后，材料仍保持变形后的形状和尺寸的性质。这种不能恢复的变形称为塑性变形（或永久变形）。实际上，完全的弹性材料或完全的塑性材料是不存在的，大多数材料的变形既有弹性变形，也有塑性变形。如钢材，在受力不大时，仅产生弹性变形，当受力超过一定限度之后，则出现了塑性变形。另外，有的材料，受力后弹性变形和塑性变形同时产生，当取消外力后，弹性变形可以恢复​，而塑性变形则不能恢复​，这类材料称为弹塑性材料，如混凝土。

3．脆性
脆性是指材料在外力作用达到一定限度后，突然破坏且破坏时无明显塑性变形的性质。具有这种性质的材料称为脆性材料，如砖、混凝土、石材、陶瓷、玻璃等。脆性材料的变形曲线如图2.7所示。脆性材料的抗压强度远大于抗拉强度，抵抗冲击荷载和振动作用的能力差，因此，不宜用于承受冲击和振动的场合。

4．韧性
韧性是指材料在冲击或振动荷载作用下，材料能吸收较大的能量，产生一定的变形而不致破坏的性质。具有这种性质的材料称为韧性材料，如低碳钢、木材、橡胶、沥青等。韧性材料的特点是塑性变形大，受力时产生的抗拉强度接近或高于抗压强度。在建筑工程中，对于要求承受冲击荷载和有抗震要求的结构，如桥梁、吊车梁等所用的材料，均应具有较高的韧性。

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