2)線彈性響應(yīng)階段(BC段)

本階段充填體的應(yīng)力-應(yīng)變曲線近似為直線段。充填體內(nèi)的微孔隙及裂紋等的應(yīng)力集中現(xiàn)象隨外荷的增加不斷加劇，雖然不排除少量的微缺損還產(chǎn)生演化，但絕大部分應(yīng)力集中值均未達到使充填體中的微缺損產(chǎn)生擴展的量值，也就是說這個階段的σ-ε曲線實際上近似直線型的。此時，材料的變形基本滿足彈性關(guān)系。

按線性斷裂力學(xué)理論，微裂紋的端部的應(yīng)力大小為(Ⅰ型裂紋)

3)微裂紋擴展階段(CD段)

本階段應(yīng)力-應(yīng)變曲線開始上凸下彎，加卸載試驗表明這個階段有非彈性變形產(chǎn)生。由于外力的不斷增加，充填體內(nèi)微缺陷端部的應(yīng)力場值達到和超過了其極限值，原始損傷開始加劇演化。另外，硬化的水泥漿體也會產(chǎn)生損傷現(xiàn)象，用漫散射照相技術(shù)及散斑光彈法已證實，在主裂縫前沿的水泥漿體中，存在眾多微裂紋。從微觀層次上看，水泥漿體中裂縫呈不規(guī)則曲線型。對于低標號的膠結(jié)充填體，在集料顆粒周圍的膠結(jié)層面上也會產(chǎn)生各種微損傷。

對充填體而言，由于水泥含量低，集料顆粒比基體更堅硬，其破壞順序為:粘結(jié)力→拉伸破壞→粘結(jié)剪切破壞→基體的剪切破壞及拉伸破壞。在這個過程中包括原始缺陷的擴展和演化、充填體基體內(nèi)的新?lián)p傷(缺陷)的萌生和演化以及基體與集料顆粒之間的交界面上的破裂等。原生裂紋的擴展及新裂紋的演生均是無序的。但隨著載荷的繼續(xù)增大，裂紋的擴展方向逐漸轉(zhuǎn)向外壓力作用方向，當(dāng)接近峰值應(yīng)力時，裂紋之間產(chǎn)生大量的溝通、分叉現(xiàn)象，某些溝通的裂紋開始形成主導(dǎo)裂紋。

4)裂紋貫通、破壞階段(DE段)

本階段宏觀上出現(xiàn)明顯的裂紋擴展、分叉、繞行和溝通現(xiàn)象，為材料進入峰值應(yīng)力后的弱化階段。實驗中發(fā)現(xiàn)材料實驗機出現(xiàn)明顯的自卸載過程。較大的主裂紋擴展時還吞并其周圍的微裂紋，從而形成主導(dǎo)裂紋，主導(dǎo)裂紋的開裂方向與主應(yīng)力方向近于平行。主導(dǎo)裂紋形成之后，破裂過程主要沿主導(dǎo)裂紋發(fā)展，而其他部分則很少或不會進一步破裂。主導(dǎo)裂紋的不斷發(fā)展，最終導(dǎo)致充填體的破壞。

研究還發(fā)現(xiàn)，在充填體的壓縮試驗中得到的試塊破壞現(xiàn)象沒有明顯的規(guī)律，這是由內(nèi)損傷的隨機性造成的結(jié)果。由于這種隨機性，使得破裂面成為一些不規(guī)則的凹凸不平的曲面。另外，單軸拉伸與單軸壓縮時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線大致相似，由此可以基本斷定充填體的變形與損傷過程在拉、壓狀態(tài)下是基本一致的。從總體上看主導(dǎo)破裂面和微裂紋基本平行于壓應(yīng)力方向。據(jù)資料記載，前述的σ-ε拉壓試驗曲線中，拉應(yīng)力值只有壓應(yīng)力值的1/8左右，最大拉應(yīng)變也只及最大壓應(yīng)變的1/10。但是損傷機理是基本相同的，即充填體內(nèi)微裂紋、孔隙等尖端處的應(yīng)力集中所產(chǎn)生的拉應(yīng)力使得裂紋及孔隙擴展，這種不斷的裂紋擴展及溝通導(dǎo)致充填體的最終破裂。

通過上述分析，可以得出充填體變形、損傷和破壞的機理為:①充填體的變形主要由初期壓密變形、基體彈性變形及裂紋擴展產(chǎn)生的非彈性變形組成;②充填體的彈性變形積累和局部應(yīng)力集中引起材料進一步的損傷，其損傷方向是隨機性的，而損傷必將導(dǎo)致材料的各向異性;③損傷的主方向與應(yīng)力主方向相同;④損傷的演化導(dǎo)致充填體的最終斷裂破壞。