基于DSCM的岩石Ⅰ型和Ⅰ-Ⅱ型断裂演化特征研究
发布时间：2021-02-08 12:31
岩石断裂扩展过程是岩石力学的一个难点问题,通过实验研究岩石裂纹扩展过程可深入认识岩石断裂破坏的内在机理,是岩石工程理论分析和数值模拟研究的基础。针对岩石裂纹扩展问题,论文采用数字散斑相关方法,开展岩石Ⅰ型和Ⅰ-Ⅱ型断裂实验工作,研究岩石裂纹扩展过程及相关力学参数。搭建了岩石Ⅰ型和Ⅰ-Ⅱ型断裂实验测试系统,介绍了实验系统和数字散斑相关方法计算原理,阐述了裂纹尖端张开位移、裂纹扩展速率和裂纹尖端应力强度因子等断裂参数计算方法。采用预制裂纹三点弯实验方法,开展了岩石Ⅰ型裂纹扩展演化特征实验研究,分析了裂纹扩展过程中裂纹附近区域位移场和裂纹尖端张开位移、裂纹扩展速率、裂纹尖端应力强度因子等指标,研究加载速度对这些指标的影响特征,获得岩石Ⅰ型裂纹扩展过程中位移场演化过程、裂纹扩展速率,加载速度对裂纹尖端张开位移、裂纹尖端应力强度因子等指标的影响规律,揭示拉应力作用下裂纹扩展机制。采用预制裂纹偏置的三点弯实验方法,开展了拉应力和剪应力作用下岩石Ⅰ-Ⅱ型裂纹扩展演化特征实验研究,分析了裂纹扩展过程中试件位移场和裂纹尖端张开位移、裂纹尖端应力强度因子等指标,研究裂纹距施力点偏置距离对这些指标的影响特征...
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 问题的提出
1.2 岩石Ⅰ型和Ⅰ-Ⅱ型裂纹演化研究现状及存在的问题
1.2.1 Ⅰ型拉断裂方面的研究现状
1.2.2 Ⅰ-Ⅱ型拉-剪混合断裂方面的研究现状
1.2.3 Ⅰ-Ⅱ型压-剪混合断裂方面的研究现状
1.3 本文研究内容
第二章 数字散斑相关方法光测实验系统
2.1 岩石断裂简介
2.1.1 岩石断裂基本类型
2.1.2 岩石断裂的基本公式
2.1.3 岩石断裂的判据
2.2 实验系统及观测原理
2.2.1 实验系统
2.2.2 计算原理
2.3 基于DSCM的岩石断裂参数分析方法
2.3.1 裂纹尖端张开位移
2.3.2 应力强度因子
2.3.3 裂纹扩展速度
2.4 本章小结
第三章 岩石I型裂纹断裂演化特征实验研究
3.1 实验
3.1.1 实验方法
3.1.2 实验过程
3.1.3 实验结果
3.2 实验结果分析
3.2.1 裂纹扩展过程研究
3.2.2 裂纹长度对CTOD的影响研究
3.2.3 裂纹扩展速率
3.2.4 加载速率对裂纹扩展的影响研究
3.2.5 裂纹长度、加载速度对裂尖应力强度因子的影响研究
3.3 本章小结
第四章 岩石Ⅰ-Ⅱ型裂纹拉剪断裂演化特征研究
4.1 实验
4.1.1 实验方法
4.1.2 实验过程及结果
4.2 实验结果分析
4.2.1 裂纹扩展过程研究
4.2.2 裂纹偏置量对裂纹扩展方向的影响研究
4.2.3 裂纹偏置量对CTOD的影响研究
4.2.4 裂纹偏置量对应力强度因子的影响研究
4.3 本章小结
第五章 岩石Ⅰ-Ⅱ型裂纹压剪断裂演化特征研究
5.1 实验
5.1.1 实验方法
5.1.2 实验过程
5.1.3 实验结果
5.2 实验结果分析
5.2.1 位移场及其演化特征研究
5.2.2 裂纹界面摩擦滑动演化研究
5.2.3 裂纹尖端应力强度因子研究
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]青藏高原北缘大通沟闪长岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及意义[J]. 刘军,刘敏,杨春雷,黄波,袁海潮,郭文波,曹其琛,孙芳芳. 有色金属(矿山部分). 2020(01)
[2]基于数字图像相关技术和红外热像技术的创新实验项目[J]. 梁栋,李赕,薛孚,程嗣权. 实验技术与管理. 2019(12)
[3]四点弯曲条件下热障涂层断裂模式的声发射表征[J]. 袭晟堃,李强. 中国表面工程. 2019(03)
[4]四川盆地龙马溪组页岩声波特性与断裂韧性实验研究[J]. 石长有,刘向君,张茜,熊健,梁利喜,魏晓琛. 石油地质与工程. 2019(06)
[5]荒沟抽水蓄能电站地下厂房开挖过程微震及电磁辐射活动特征研究[J]. 周春华,李云安,尹健民,汪洋,周朝. 岩石力学与工程学报. 2019(S2)
[6]冲击荷载下花岗岩层裂断口细–微观试验研究[J]. 陶明,汪军,李占文,洪志先,王一清,赵瑞. 岩石力学与工程学报. 2019(11)
[7]陶瓷断裂韧性测试方法准确性和简便性比较分析[J]. 万德田,魏永金,包亦望,田远. 硅酸盐学报. 2019(08)
[8]法向卸荷下贯通裂隙岩样压剪破坏特征研究[J]. 翟明磊,郭保华,王辰霖,焦峰. 岩土力学. 2019(S1)
[9]压应力对压剪裂纹扩展的影响研究[J]. 王勃,张阳博,左宏,王厚锦. 力学学报. 2019(03)
[10]不同加载速率Ⅰ型预制裂纹花岗岩断裂特征研究[J]. 宋义敏,邢同振,吕祥锋,赵泽鑫,邓琳琳. 岩土力学. 2018(12)
本文编号：3023923
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 问题的提出
1.2 岩石Ⅰ型和Ⅰ-Ⅱ型裂纹演化研究现状及存在的问题
1.2.1 Ⅰ型拉断裂方面的研究现状
1.2.2 Ⅰ-Ⅱ型拉-剪混合断裂方面的研究现状
1.2.3 Ⅰ-Ⅱ型压-剪混合断裂方面的研究现状
1.3 本文研究内容
第二章 数字散斑相关方法光测实验系统
2.1 岩石断裂简介
2.1.1 岩石断裂基本类型
2.1.2 岩石断裂的基本公式
2.1.3 岩石断裂的判据
2.2 实验系统及观测原理
2.2.1 实验系统
2.2.2 计算原理
2.3 基于DSCM的岩石断裂参数分析方法
2.3.1 裂纹尖端张开位移
2.3.2 应力强度因子
2.3.3 裂纹扩展速度
2.4 本章小结
第三章 岩石I型裂纹断裂演化特征实验研究
3.1 实验
3.1.1 实验方法
3.1.2 实验过程
3.1.3 实验结果
3.2 实验结果分析
3.2.1 裂纹扩展过程研究
3.2.2 裂纹长度对CTOD的影响研究
3.2.3 裂纹扩展速率
3.2.4 加载速率对裂纹扩展的影响研究
3.2.5 裂纹长度、加载速度对裂尖应力强度因子的影响研究
3.3 本章小结
第四章 岩石Ⅰ-Ⅱ型裂纹拉剪断裂演化特征研究
4.1 实验
4.1.1 实验方法
4.1.2 实验过程及结果
4.2 实验结果分析
4.2.1 裂纹扩展过程研究
4.2.2 裂纹偏置量对裂纹扩展方向的影响研究
4.2.3 裂纹偏置量对CTOD的影响研究
4.2.4 裂纹偏置量对应力强度因子的影响研究
4.3 本章小结
第五章 岩石Ⅰ-Ⅱ型裂纹压剪断裂演化特征研究
5.1 实验
5.1.1 实验方法
5.1.2 实验过程
5.1.3 实验结果
5.2 实验结果分析
5.2.1 位移场及其演化特征研究
5.2.2 裂纹界面摩擦滑动演化研究
5.2.3 裂纹尖端应力强度因子研究
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]青藏高原北缘大通沟闪长岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及意义[J]. 刘军,刘敏,杨春雷,黄波,袁海潮,郭文波,曹其琛,孙芳芳. 有色金属(矿山部分). 2020(01)
[2]基于数字图像相关技术和红外热像技术的创新实验项目[J]. 梁栋,李赕,薛孚,程嗣权. 实验技术与管理. 2019(12)
[3]四点弯曲条件下热障涂层断裂模式的声发射表征[J]. 袭晟堃,李强. 中国表面工程. 2019(03)
[4]四川盆地龙马溪组页岩声波特性与断裂韧性实验研究[J]. 石长有,刘向君,张茜,熊健,梁利喜,魏晓琛. 石油地质与工程. 2019(06)
[5]荒沟抽水蓄能电站地下厂房开挖过程微震及电磁辐射活动特征研究[J]. 周春华,李云安,尹健民,汪洋,周朝. 岩石力学与工程学报. 2019(S2)
[6]冲击荷载下花岗岩层裂断口细–微观试验研究[J]. 陶明,汪军,李占文,洪志先,王一清,赵瑞. 岩石力学与工程学报. 2019(11)
[7]陶瓷断裂韧性测试方法准确性和简便性比较分析[J]. 万德田,魏永金,包亦望,田远. 硅酸盐学报. 2019(08)
[8]法向卸荷下贯通裂隙岩样压剪破坏特征研究[J]. 翟明磊,郭保华,王辰霖,焦峰. 岩土力学. 2019(S1)
[9]压应力对压剪裂纹扩展的影响研究[J]. 王勃,张阳博,左宏,王厚锦. 力学学报. 2019(03)
[10]不同加载速率Ⅰ型预制裂纹花岗岩断裂特征研究[J]. 宋义敏,邢同振,吕祥锋,赵泽鑫,邓琳琳. 岩土力学. 2018(12)
本文编号：3023923
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/diqiudizhi/3023923.html
