T应力对岩石裂纹扩展路径及起裂强度的影响研究

发布时间：2017-06-19 14:01

  本文关键词：T应力对岩石裂纹扩展路径及起裂强度的影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：经典断裂判据在分析岩石起裂角度及强度时,往往只选择裂尖应力场展开式中的r~(1/2)奇异应力项,而将高阶的O(r~(1/2))项以及非奇异应力项(T应力)忽略,造成理论预测并不能完全吻合实际的试验结果。在充分考虑非奇异应力项对裂纹扩展影响作用的基础上,利用最大周向应力判据重新研究了岩石类材料脆性破坏的I、II及I-II复合型裂纹扩展。研究结果表明:(1)纯I型裂纹状态下,T应力为负时(压缩),裂纹的扩展是稳定的;而当T应力为正时(拉伸),只有当T2πr1/23K_1/8,裂纹才沿着裂纹方向扩展(经典断裂判据所预测的方向),而其他情况下裂纹的扩展将发生偏转;(2)纯II型裂纹时,不仅沿着裂纹方向的T应力影响起裂角度及强度,垂直裂纹面上的N应力也同样具有重要的影响作用;(3)对I-II型裂纹而言,修正后的最大周向应力准则与试验结果吻合良好,且正的T应力增大开裂角,而负的T应力降低开裂角。通过控制T应力的大小,可以对裂纹扩展方向加以控制,从而使得裂纹扩展偏离最危险的方向,最大地限度阻止或延缓结构整体断裂的发生。
【作者单位】： 大连理工大学岩石破裂与失稳研究所;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点试验室;
【关键词】： T应力 裂尖奇异应力 裂纹扩展 断裂判据
【基金】：国家重点基础研究发展计划项目(973计划)(No.2014CB047100) 国家自然科学基金项目(No.51474046;No.U1562103) 地质灾害防治与地质环境保护国家重点试验室开放基金资助项目(No.SKLGP2014K017) 中央高校基本科研业务费专项资金资助(No.DUT14LK21)~~
【分类号】：TU45
【正文快照】： 1引言岩石是天然材料,在多次的地质活动和人为工程扰动因素的作用下,岩石内部产生了大量的节理、裂隙、微裂纹,造成岩石力学性能的复杂性,也是地质或工程灾害的主要诱因,例如地震、滑坡、岩的过程。因此,针对岩石裂纹起裂角度、断裂强度、扩展路径等研究具有重要的理论和工程

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本文编号：462692