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岩石亚临界裂纹扩展应力强度因子Williams级数计算及数值模拟

发布时间:2018-06-17 18:51

  本文选题:应力强度因子 + 双扭试验 ; 参考:《中南大学学报(自然科学版)》2014年11期


【摘要】:引入Williams级数,提出一种计算双扭试验中应力强度因子的新方法,并运用ANSYS数值模拟软件,对双扭试验进行数值模拟。通过理论分析和数值模拟2种方法,分别计算大理岩和花岗岩在亚临界裂纹扩展中的应力强度因子IK?和IK?。同时,将理论分析和数值模拟所得的应力强度因子IK?和IK?与试验所得的应力强度因子IK进行比较。研究结果表明:理论分析、数值模拟与试验这3种方法所得的应力强度因子均随裂纹的扩展而减小,与断裂力学理论相符;对于同一种岩石试样,理论分析所得的IK?与试验所得的IK的拟合曲线相比斜率偏小,但偏差较小;模拟所得的IK?与试验所得的IK的拟合曲线斜率基本一致,说明理论分析、数值模拟与试验过程中应力强度因子减小规律相同,能反映试验的基本过程,可见理论分析与数值模拟结果可靠,能为岩土工程稳定与时间的相关性研究提供依据。
[Abstract]:By introducing Williams series, a new method to calculate the stress intensity factor in twin-torsion test is proposed, and the numerical simulation software ANSYS is used to simulate the double-torsion test. By means of theoretical analysis and numerical simulation, the stress intensity factors of marble and granite in subcritical crack propagation are calculated. And IKI. At the same time, the stress intensity factor I? K? And Ike? Compared with the stress intensity factor IK obtained from the test. The results show that the stress intensity factors obtained by the three methods of theoretical analysis, numerical simulation and test all decrease with the crack propagation, and are consistent with the fracture mechanics theory. Compared with the fitting curve of IK, the slope is smaller, but the deviation is smaller. The slope of the fitting curve of IK obtained from the experiment is basically consistent, which shows that the theoretical analysis, the decrease of the stress intensity factor in the numerical simulation and the test process are the same, which can reflect the basic process of the test. It can be seen that the theoretical analysis and the numerical simulation result are reliable. It can provide the basis for the study of the correlation between geotechnical engineering stability and time.
【作者单位】: 中南大学资源与安全工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51374246,51274249) 湖南省水利厅科技项目(2010)~~
【分类号】:TU45

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:2032088

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