岩石Ⅰ型裂纹动态断裂过程的应变片法试验研究

发布时间：2021-08-22 00:23

　　岩石动力学包含冲击和爆炸动荷载下的岩石力学响应和断裂机理,亦涉及岩石中裂纹的扩展行为和应力波波动特性,准确测定岩石动态扩展裂纹断裂力学参量对于岩石定向断裂、爆破破岩优化和围岩稳定性研究意义重大。本文基于理论分析和实验室试验,采用应变片法对冲击和爆炸动荷载下的Ⅰ型裂纹动态断裂力学参量进行计算和分析,部分试验辅以动焦散线法对比验证。研究的主要内容和成果如下:（1）提出了应变片法应用于岩石类材料Ⅰ型裂纹动态断裂力学参量的测试。基于线弹性断裂力学理论,采用Westergaard复变函数方法表征Ⅰ型动态扩展裂纹尖端附近应变场,明确了应变片与裂纹扩展方向之间朝向角为特定锐角和钝角两种布置方式条件下,动态裂纹尖端附近的归一化应变采用与裂纹扩展速度、应变片黏贴位置等相关的二项式来表示,给出了基于裂纹尖端应变特征时间的二项式的相关系数确定过程和动态应力强度因子计算式。分析了二项式非奇异项系数、应变片粘贴距离、应变片粘贴角度、裂纹扩展速度和泊松比对理论计算的归一化应变与时间关系曲线影响,为提高Ⅰ型裂纹扩展速度和动态应力强度因子试验计算精度奠定理论基础。（2）结合冲击荷载作用下三点弯曲梁应变片法的适应性试验... 

【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：150 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１技术路线图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏａｄｍａｐ??９??

图２．１裂纹尖端前缘应力示意图??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｓｔｒｅｓｓ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｆｒｏｎｔｅｒ?ｏｆ?ｃｒａｃｋ?ｔｉｐ??

图２．２?ｘｏｙ平面应力分布示意图??Ｆｉｇ．２．２?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｓｔｒｅｓｓ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｉｎ?ｘｏｙ?ｐｌａｎｅ??


本文编号：3356620