三维表面裂纹扩展试验及理论分析

详细信息   

• 责任者：黎立云^c中国矿业大学(北京)^d1959^f教授 ; 黄凯珠^c香港理工大学 ; 韩智超 ; 李海云 ; 刘一
• 刊名：岩石力学与工程学报
• 出版年：2012
• 卷期：31^b2总251
• 关键词：花岗闪长岩 ; 断裂力学 ; 载荷试验20^a岩体力学 ; 莫尔强度理论 ; 数值分析 ; 加载30^a三维表面裂纹 ; 翼形扩展 ; 反向扩展
• 页码：311～318
• 索书号：P478.066/357
• 图表：^c表3参18插图
• 分类号：1600
• 文摘期号：2012/10

摘要

通过双轴压力作用下岩石三维表面裂纹断裂试验，利用数字散斑技术，观察裂纹的翼形扩展、反向扩展，得出对应的时间和荷载。试验发现，三维表面裂纹的翼形扩展一般都先于反向裂纹，反向裂纹最先在远离裂纹尖端区域出现，而后快速与原裂纹尖端汇合。通过有限元计算得到三维裂纹试件整体应力场和裂纹前缘各点应力强度因子。通过复合型断裂判据，对裂纹翼形扩展的三维形态进行分析，试验结果与最大周向拉应力σ_max及最大周向拉应变ε_max判据的理论预示结果吻合较好。对反向裂纹萌生区域进行强度破坏分析，反向裂纹的萌生与莫尔–库仑强度理论的预示结果基本相符。从试验及理论2个方面分析三维表面裂纹扩展直至破坏的全过程。