基于亚临界裂纹扩展的岩石蠕变−冲击变形破裂特征

1

作者 张广超 周泽森 +5 位作者 周广磊 徐涛 Heinz KONIETZKY 赵西坡 黄贺 刘宇航 《煤炭学报》 北大核心 2025年第3期1527-1540,共14页

在深部资源开采过程中,深部岩石长期承受高应力及动载扰动,冲击地压、岩爆等动力灾害频发,严重制约了深部资源的安全高效生产。为研究深部岩石在蠕变和冲击载荷共同作用下的变形破坏机制,基于亚临界裂纹扩展理论及断裂力学理论建立了岩... 在深部资源开采过程中,深部岩石长期承受高应力及动载扰动,冲击地压、岩爆等动力灾害频发,严重制约了深部资源的安全高效生产。为研究深部岩石在蠕变和冲击载荷共同作用下的变形破坏机制,基于亚临界裂纹扩展理论及断裂力学理论建立了岩石蠕变模型,通过统一时间尺度的方式实现了蠕变和冲击2个不同应变率范围载荷的统一求解,并基于二维块体离散元软件UDEC开发了岩石在蠕变和冲击共同作用下的数值模型,在验证该模型的基础上,研究了不同蠕变应力水平和不同冲击载荷对岩石变形破裂特征的影响。研究表明:基于亚临界裂纹扩展理论的岩石蠕变-冲击模型能较好地描述岩石初始蠕变、稳态蠕变和加速蠕变3个阶段,且该数值模型可以准确地模拟冲击载荷后蠕变应变增加及蠕变破坏时间缩短的效应;随着亚临界裂纹常量B增大或应力腐蚀指数n减小,岩石稳态蠕变阶段应变率增大,岩石稳态蠕变阶段及蠕变破坏寿命缩短;随着蠕变应力水平的增加,岩石瞬时弹性应变及稳态蠕变阶段相同冲击载荷引起的瞬时应变随蠕变应力水平的增加而增加,且岩石在蠕变和冲击的作用下的破坏时间具有明显的非线性特征;随着冲击载荷增加,岩石的瞬时应变明显增大,在高冲击载荷下具有更快的增长率,且岩石失稳破坏时间随冲击载荷的变化差异明显,在高冲击载荷下,岩石试样失稳破坏时间明显缩短。 展开更多

关键词 亚临界裂纹扩展 蠕变 冲击 离散元数值模拟 破裂模式

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水岩作用下岩石亚临界裂纹的扩展规律 被引量：27

2

作者 曹平 杨慧 +2 位作者 江学良 陈瑜 马春德 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期649-654,共6页

采用双扭试件,利用常位移松弛法,分别进行自然状态以及水岩作用下大理岩和混合岩的亚临界裂纹扩展实验,获得2种环境下岩石裂纹扩展速率v与应力强度因子KI的关系,并计算得到亚临界裂纹扩展参数A和n。通过对比,研究水对岩石亚临界裂纹扩... 采用双扭试件,利用常位移松弛法,分别进行自然状态以及水岩作用下大理岩和混合岩的亚临界裂纹扩展实验,获得2种环境下岩石裂纹扩展速率v与应力强度因子KI的关系,并计算得到亚临界裂纹扩展参数A和n。通过对比,研究水对岩石亚临界裂纹扩展规律的影响。研究结果表明:对于大理岩,其A为自然状态下的8.07×1016倍,n由自然状态下的48.33下降到8.28;对于混合岩,其A为自然状态下的5.45×109倍,n则由自然状态下的60.20下降到21.86,说明对应于同一应力强度因子水平,水作用下的岩石亚临界裂纹扩展速度要快;水的存在使得岩石的断裂韧度KIC明显降低,对于大理岩,自然状态下的KIC为3.0316MN/m3/2,水岩作用后KIC为2.2070MN/m3/2,下降27.19%;对于混合岩,2种状态下的KIC分别为2.0877和1.9398MN/m3/2,下降7.08%。该实验结果可为复杂矿岩的稳定性分析提供可靠依据。 展开更多

关键词 双扭试件 常位移松弛法 水岩作用 亚临界裂纹扩展 应力强度因子 断裂韧度

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水对岩石亚临界裂纹扩展及门槛值的影响研究 被引量：22

3

作者 万琳辉 曹平 +1 位作者 黄永恒 汪亦显 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2737-2742,共6页

亚临界裂纹扩展是岩体工程时间相依性的主要原因之一。采用常位移松弛法,对饱水和干燥两种状态下的大理岩、花岗岩双扭试件进行了亚临界裂纹扩展试验研究,获得了两种岩石在两种状态下的亚临界裂纹扩展速率V与应力强度因子KΙ的关系,分... 亚临界裂纹扩展是岩体工程时间相依性的主要原因之一。采用常位移松弛法,对饱水和干燥两种状态下的大理岩、花岗岩双扭试件进行了亚临界裂纹扩展试验研究,获得了两种岩石在两种状态下的亚临界裂纹扩展速率V与应力强度因子KΙ的关系,分析了两种岩石在两种状态下亚临界裂纹扩展的规律,并确定了两种岩石在两种状态下的门槛值(干燥状态):大理岩0K为1.365,花岗岩0K为2.305;(饱水状态):大理岩0K为1.118,花岗岩0K为1.490。研究表明,两种岩石的IlgK与lgV关系有较好的线性规律,但由于岩石本身矿物成分等的不均匀性,同种岩石的IlgK与lgV关系离散性较大,饱水状态下离散性更大;水能加速岩石亚临界裂纹的扩展,且对不同的岩石,其影响程度也不一样;水可以使岩石亚临界裂纹扩展的门槛值有较大幅度降低,不同岩石其降低的程度也不一样。 展开更多

关键词 常位移松弛 双扭试件 亚临界裂纹扩展 水影响 IgKl与lgV关系 门槛值

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岩石亚临界裂纹扩展试验及门槛值研究 被引量：18

4

作者 李江腾 曹平 袁海平 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期415-418,共4页

利用Instron1342型电液伺服材料试验机,采用常位移松弛法对大理岩、花岗岩双扭试件进行了亚临界裂纹扩展试验研究,获得了其裂纹扩展速率V与应力强度因子KI的关系(KI—V曲线)及I型断裂韧度,分析了不同岩石中裂纹亚临界扩展的规律,确定了... 利用Instron1342型电液伺服材料试验机,采用常位移松弛法对大理岩、花岗岩双扭试件进行了亚临界裂纹扩展试验研究,获得了其裂纹扩展速率V与应力强度因子KI的关系(KI—V曲线)及I型断裂韧度,分析了不同岩石中裂纹亚临界扩展的规律,确定了岩石亚临界裂纹扩展的停滞速度和门槛值K0。研究表明:采用常位移松弛法所测岩石的lgKI-lgV关系都有很好的线性规律,即岩石的亚临界裂纹扩展速率与裂纹尖端应力强度因子服从幂函数关系,这与Charles理论相符。二种岩石的K0/KIC值的变化在0.706～0.870之间。所测数据为岩土工程稳定的时间相依性研究提供了基本数据。 展开更多

关键词 双扭试件 常位移松弛法 断裂韧度 亚临界裂纹扩展 停滞速度 门槛值

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金川矿岩亚临界裂纹扩展试验研究 被引量：14

5

作者 袁海平 曹平 周正义 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期381-384,共4页

采用双扭试件常位移松弛法,对金川软弱复杂矿岩进行亚临界裂纹扩展试验研究。得出采场矿岩亚临界裂纹扩展速度与应力强度因子之间的关系,矿岩断裂韧度为(1.508 4±0.114 3)MN.m-3/2;试验相关系数为0.925 4,表明lgK-Ilgv关系曲线呈直... 采用双扭试件常位移松弛法,对金川软弱复杂矿岩进行亚临界裂纹扩展试验研究。得出采场矿岩亚临界裂纹扩展速度与应力强度因子之间的关系,矿岩断裂韧度为(1.508 4±0.114 3)MN.m-3/2;试验相关系数为0.925 4,表明lgK-Ilgv关系曲线呈直线,数据离散性大是岩石本身的矿物成分、颗粒大小、力学性质的不均匀所致。该试验结果为预测金川Ⅲ矿软弱复杂矿岩自然崩落速度提供了可靠依据。 展开更多

关键词 双扭试件 亚临界裂纹扩展 断裂韧度 自然崩落法

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2种牙科氧化锆陶瓷材料的弯曲强度可靠性和亚临界裂纹扩展研究 被引量：5

6

作者 龚旭 赵信义 +5 位作者 张春宝 李石保 沈丽娟 吴冰 唐立辉 吴玉禄 《实用口腔医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期611-614,共4页

目的:研究口腔临床修复中WL和HT氧化锆陶瓷的弯曲强度可靠性和循环载荷下亚临界裂纹扩展(SCG)情况。方法:采用Weibull分布分析由三点弯曲强度实验获得的2组样本(n=15)的弯曲强度数据和由循环疲劳实验获得的2组样本(n=15)的循环疲劳断裂... 目的:研究口腔临床修复中WL和HT氧化锆陶瓷的弯曲强度可靠性和循环载荷下亚临界裂纹扩展(SCG)情况。方法:采用Weibull分布分析由三点弯曲强度实验获得的2组样本(n=15)的弯曲强度数据和由循环疲劳实验获得的2组样本(n=15)的循环疲劳断裂次数数据;通过帕里斯定律(Pairs Law)分析试样在循环载荷下的亚临界裂纹扩展情况,SCG行为通过疲劳裂纹扩展速率(da/d N)和最大应力强度因子(KImax)的函数关系来表述。结果:WL和HT的三点弯曲强度Weibull模数分别为10.64和12.04;应力腐蚀指数n分别为23.71和32.87;亚临界裂纹扩展(SCG)导致其失效的概率分别为90%和76.7%;发生亚临界裂纹扩展时的亚临界应力强度因子KImax仅相当于其临界应力强度因子的49.6%和50.9%。结论:WL和HT在循环载荷下存都在亚临界裂纹扩展,HT陶瓷的亚临界裂纹扩展的最低速率低于WL陶瓷(νHT<νWL)。 展开更多

关键词 牙科氧化锆陶瓷 Weibull分析 弯曲强度 循环疲劳 亚临界裂纹扩展 应力腐蚀指数

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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 被引量：3

7

作者 郝瑞卿 李江腾 +2 位作者 曹平 廖峻 刘博 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3949-3956,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 应力强度因子 双扭试验 Williams级数 亚临界裂纹扩展 数值模拟

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恒应力速率下陶瓷材料的亚临界裂纹扩展模型 被引量：3

8

作者 王红洁 王永兰 +1 位作者 金志浩 周惠久 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第12期81-84,共4页

从断裂力学出发，利用阻力曲线（Ｒ曲线），建立了恒应力速率条件下陶瓷材料亚临界裂纹扩展模型．利用计算机数值计算，获得材料在动态载荷条件下，裂纹扩展速率Ｖ与应力强度因子Ｋ的关系（Ｖ－Ｋ曲线），并分析了动态疲劳现象的本质．... 从断裂力学出发，利用阻力曲线（Ｒ曲线），建立了恒应力速率条件下陶瓷材料亚临界裂纹扩展模型．利用计算机数值计算，获得材料在动态载荷条件下，裂纹扩展速率Ｖ与应力强度因子Ｋ的关系（Ｖ－Ｋ曲线），并分析了动态疲劳现象的本质．此模型的中心思想在于将亚临界裂纹扩展分为相互独立的２个过程，即：裂纹瞬时局域失稳扩展和应力腐蚀．利用此模型，对Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的动态疲劳特性作出的理论预测与实验结果趋势一致． 展开更多

关键词 恒应力速率 亚临界裂纹 陶瓷材料 裂纹扩展

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水对亚临界裂纹扩展的影响 被引量：2

9

作者 蒋青青 李江腾 +2 位作者 胡毅夫 桂易林 赖伟明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期2527-2530,共4页

利用Instron1342型电液伺服材料试验机,采用双扭常位移松弛法对花岗岩试件在空气中及饱和水两种条件下进行了亚临界裂纹扩展试验研究,获得了相应的裂纹扩展速率V与应力强度因子KI的关系(KI-V曲线)及亚临界裂纹扩展参数,讨论了两种环境... 利用Instron1342型电液伺服材料试验机,采用双扭常位移松弛法对花岗岩试件在空气中及饱和水两种条件下进行了亚临界裂纹扩展试验研究,获得了相应的裂纹扩展速率V与应力强度因子KI的关系(KI-V曲线)及亚临界裂纹扩展参数,讨论了两种环境下裂纹亚临界扩展的规律,并对两种环境下亚临界裂纹扩展参数进行了对比分析。研究表明:采用常位移松弛法所测试的两种条件下的lgKI-lgV关系都有很好的线性规律。在双对数坐标空间中,含饱和水试件的lgKI-lgV曲线位于空气中试件lgKI-lgV曲线的左上角,曲线斜率减小,而截距增加。在同一应力强度因子水平上,含饱和水试件的裂纹扩展速度大,说明水能加速亚临界裂纹扩展,与实际相一致。 展开更多

关键词 花岗岩 常位移松弛法 亚临界裂纹扩展 影响因素 饱和水试件

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横观各向同性岩石亚临界裂纹扩展实验研究 被引量：2

10

作者 王思青 李江腾 王聪聪 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1607-1614,共8页

在MTS Insight电子拉力试验机上采用常位移松弛法,对具横观各向同性的板岩开展亚临界裂纹扩展试验研究,获得应力强度因子KI与裂纹扩展速率v的关系及I型断裂韧度KIC,揭示不同节理倾角α下裂纹亚临界扩展规律。研究结果表明:各个节理倾角... 在MTS Insight电子拉力试验机上采用常位移松弛法,对具横观各向同性的板岩开展亚临界裂纹扩展试验研究,获得应力强度因子KI与裂纹扩展速率v的关系及I型断裂韧度KIC,揭示不同节理倾角α下裂纹亚临界扩展规律。研究结果表明:各个节理倾角下的lgK_I-lgv具有很好的线性规律;当节理倾角为0°~45°时,回归参数a随倾角的增大而增大,回归参数b随倾角的增大而减小;当节理倾角为45°~90°时,回归参数a随倾角的增大而减小,回归参数b随倾角的增大而增大,亚临界裂纹扩展参数A和n分别与回归参数a和b变化规律相同;断裂韧度KIC以及松弛最大荷载P_(max)均符合"U"型抛物线分布,当节理倾角为0°~45°时,两者随倾角的增加而减小,当节理倾角为45°~90°时,两者随倾角的增加而增大,同时,两者均在节理倾角为0°时取得最大值,在节理倾角为45°时取得最小值。 展开更多

关键词 MTS Insight电子拉力试验机 横观各向同性 常位移松弛法 亚临界裂纹扩展 断裂韧度

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岩石剪切亚临界裂纹扩展长度的研究 被引量：1

11

作者 谢海峰 饶秋华 +1 位作者 谢强 王志 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1533-1538,共6页

采用剪切盒实验获得岩石平面剪切(II型)断裂,利用Drucker-Prager强度准则推导了岩石的剪切亚临界裂纹扩展长度公式,并通过岩样裂纹尖端断口的扫描电镜实验加以验证。结果表明:利用Drucker-Prager强度准则建立的岩石剪切亚临界裂纹扩展... 采用剪切盒实验获得岩石平面剪切(II型)断裂,利用Drucker-Prager强度准则推导了岩石的剪切亚临界裂纹扩展长度公式,并通过岩样裂纹尖端断口的扫描电镜实验加以验证。结果表明:利用Drucker-Prager强度准则建立的岩石剪切亚临界裂纹扩展长度计算公式具有形式简单、参数容易确定等优点;根据裂尖应力状态,选用对应于M-C外角点外接圆修正形式(DP1)的参数α和k0代入此公式计算得到的岩石剪切亚临界裂纹扩展长度值与实测值吻合较好,验证了该公式的正确性。岩石剪切亚临界裂纹扩展长度计算公式的建立,可为进一步研究实际工程中的岩石剪切裂纹扩展及止裂问题提供了重要的科学依据。 展开更多

关键词 剪切(Ⅱ型)断裂 亚临界裂纹扩展 D-P准则 扫描电子显微镜 岩石

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软弱复杂矿岩亚临界裂纹扩展机制分析

12

作者 袁海平 丁铭 +1 位作者 曹平 李江腾 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期6-9,12,共5页

采用双扭试件常位移松弛法,对某矿软弱复杂矿岩进行了亚临界裂纹扩展试验研究,测得其断裂韧度值和应力腐蚀下限值,并按Charles理论与Hillig&Charles理论对试验结果进行了线性回归,确定了采场矿岩亚临界裂纹扩展速度与应力强度因子... 采用双扭试件常位移松弛法,对某矿软弱复杂矿岩进行了亚临界裂纹扩展试验研究,测得其断裂韧度值和应力腐蚀下限值,并按Charles理论与Hillig&Charles理论对试验结果进行了线性回归,确定了采场矿岩亚临界裂纹扩展速度与应力强度因子之间的关系,试验复相关系数分别为0.9254和0.9247,均在显著性水平0.01上。试验结果表明,该矿软弱复杂矿岩的应力腐蚀亚临界裂纹扩展是拉应力和裂纹尖端物质与环境中的腐蚀介质发生化学反应,使化学键断裂这两种机制联合作用的结果;应力强度因子与亚临界裂纹扩展速度对数关系能很好地呈线性。 展开更多

关键词 应力腐蚀 双扭试件 亚临界裂纹扩展 应力强度因子 断裂韧度 应变能释放率

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牙科玻璃渗透氧化铝陶瓷弯曲强度Weibull分析和循环载荷下亚临界裂纹扩展研究 被引量：6

13

作者 张志升 徐勇 +3 位作者 肖云 苏剑生 刘伟才 陈萍 《口腔医学研究》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期204-206,共3页

目的:研究牙科玻璃渗透氧化铝陶瓷(IA,In-Ceram Alumina)弯曲强度(σ)Weibull分析意义和循环载荷下亚临界裂纹扩展(SCG)情况。方法:分别采用三点弯曲强度测量方法(3p)和循环疲劳(F)测试方法测得15个条形IA样本的弯曲强度以及15个条形IA... 目的:研究牙科玻璃渗透氧化铝陶瓷(IA,In-Ceram Alumina)弯曲强度(σ)Weibull分析意义和循环载荷下亚临界裂纹扩展(SCG)情况。方法:分别采用三点弯曲强度测量方法(3p)和循环疲劳(F)测试方法测得15个条形IA样本的弯曲强度以及15个条形IA样本的循环疲劳断裂循环次数,数据采用Weibull方法分析;亚临界裂纹扩展(SCG)行为通过裂纹扩展速度和最大应力强度因子(KImax)的函数关系来描述。结果:IA的Weibull模数为7.9,特征强度(σ63.21)为438.3MPa。IA在循环载荷下发生亚临界裂纹扩展后导致材料断裂,在应力强度因子K1为临界应力因子KIC的55%时发生裂纹传播。结论:牙科玻璃渗透氧化铝陶瓷循环载荷下存在亚临界裂纹扩展;采用弯曲强度测试法并结合使用Weibull分析方法能加深对口腔陶瓷修复失败机制的理解。 展开更多

关键词 玻璃渗透氧化铝陶瓷 弯曲强度 循环疲劳 Weibul分析 亚临界裂纹扩展

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牙科陶瓷材料弯曲强度可靠性和亚临界裂纹扩展研究 被引量：4

14

作者 张志升 徐勇 +2 位作者 苏剑生 刘伟才 肖云 《实用口腔医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期339-342,共4页

目的:研究口腔临床修复中常用的玻璃渗透氧化铝陶瓷(in-ceram alumina,IA)弯曲强度可靠性和循环载荷下亚临界裂纹扩展(SCG)情况。方法:采用Weibull法分析由三点弯曲强度测量方法获得15个IA样本的弯曲强度数据和由循环疲劳测试获得的15... 目的:研究口腔临床修复中常用的玻璃渗透氧化铝陶瓷(in-ceram alumina,IA)弯曲强度可靠性和循环载荷下亚临界裂纹扩展(SCG)情况。方法:采用Weibull法分析由三点弯曲强度测量方法获得15个IA样本的弯曲强度数据和由循环疲劳测试获得的15个IA样本循环疲劳断裂次数数据;通过帕里斯定律(Paris law)分析IA试件在循环载荷下的亚临界裂纹扩展情况,SCG行为通过裂纹扩展速度和最大应力强度因子(Kimax)的函数关系来描述。结果:通过Weibull法得到IA试件的Weibull模数为7.9,破坏概率为1%、5%、63.21%时弯曲强度分别为246.8、303.4、438.3 MPa。IA在循环载荷下发生亚临界裂纹扩展后导致材料断裂,在应力强度因子KI为临界应力因子KIC的55%时发生裂纹传播。结论:牙科玻璃渗透氧化铝陶瓷循环载荷下存在亚临界裂纹扩展;采用三点弯曲强度测试并结合使用Weibull分析方法能加深对牙科陶瓷弯曲强度可靠性的理解。 展开更多

关键词 牙科陶瓷 Weibull分析 弯曲强度 循环疲劳 亚临界裂纹扩展

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干燥和潮湿环境对牙科陶瓷循环载荷下亚临界裂纹扩展的影响 被引量：1

15

作者 张志升 肖云 +2 位作者 李水根 苏剑生 刘伟才 《实用口腔医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期340-343,共4页

目的:研究口腔临床修复中常用的玻璃渗透氧化铝陶瓷(In-Ceram Alumina,IA)在干燥环境和潮湿环境下的亚临界裂纹扩展(以下简称SCG)行为的区别。方法:通过三点弯曲强度测量方法测得15个IA样本的强度数据,采用循环疲劳测试法测试干燥环境... 目的:研究口腔临床修复中常用的玻璃渗透氧化铝陶瓷(In-Ceram Alumina,IA)在干燥环境和潮湿环境下的亚临界裂纹扩展(以下简称SCG)行为的区别。方法:通过三点弯曲强度测量方法测得15个IA样本的强度数据,采用循环疲劳测试法测试干燥环境以及在潮湿环境下各15个IA样本的循环疲劳断裂次数数据;SCG行为通过裂纹扩展速率V和应力强度因子(K1)的函数关系来描述。结果:2种环境下IA在循环载荷下都发生亚临界裂纹扩展后导致材料断裂,在干燥环境下应力强度因子K1为临界应力因子KIC的46%时发生裂纹传播;在潮湿环境下应力强度因子K1为临界应力因子KIC的40%时发生裂纹传播。结论:IA在循环载荷下存在SCG行为,当应力强度因子相同时,潮湿环境下样品的裂纹扩展速率较大。 展开更多

关键词 牙科陶瓷 环境 循环疲劳 亚临界裂纹扩展

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不同环境对玻璃渗透氧化铝陶瓷亚临界裂纹扩展的影响 被引量：1

16

作者 张志升 肖云 +3 位作者 李水根 苏剑生 刘伟才 陈萍 《口腔医学研究》 CAS CSCD 2013年第12期1111-1113,共3页

目的:研究口腔临床修复中常用的玻璃渗透氧化铝陶瓷(IA,In-Ceram Alumina,IA)在干燥环境和潮湿环境下的亚临界裂纹扩展(SCG)行为的区别。方法:通过三点弯曲强度测量方法测得15个IA样本的强度数据,采用循环疲劳测试法测出干燥环境下15个I... 目的:研究口腔临床修复中常用的玻璃渗透氧化铝陶瓷(IA,In-Ceram Alumina,IA)在干燥环境和潮湿环境下的亚临界裂纹扩展(SCG)行为的区别。方法:通过三点弯曲强度测量方法测得15个IA样本的强度数据,采用循环疲劳测试法测出干燥环境下15个IA样本以及在潮湿环境下15个IA样本的循环疲劳断裂次数数据;SCG行为通过裂纹扩展速率和应力强度因子(K1)的函数关系来描述。结果:不同环境下IA在循环载荷下发生亚临界裂纹扩展后导致材料断裂,在干燥环境下应力强度因子K1为临界应力因子KIC的46%时发生裂纹传播;在潮湿环境下应力强度因子K1为临界应力因子KIC的40%时发生裂纹传播。结论:IA在循环载荷下存在SCG行为,当应力强度因子相同时,潮湿环境下样品的裂纹扩展速率较大,说明潮湿环境能加速亚临界裂纹扩展,符合口腔的实际情况。 展开更多

关键词 牙科陶瓷 不同环境 循环疲劳 亚临界裂纹扩展

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高脆性材料亚临界裂纹扩展机制的细观力学分析 被引量：2

17

作者 章小丽 《太原工业大学学报》 1996年第2期52-56,共5页

本文从细观力学角度研究了高脆性材料亚临界裂纹扩展机制。根据线弹性断裂力学理论和量子力学理论的近似计算，从理论上求得了经验的亚临界裂纹解理扩展速率公式。理论计算与陶瓷材料的实验结果符合得很好。

关键词 亚临界裂纹 高脆性材料 细观力学 裂纹扩展

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水岩作用下岩体裂纹亚临界扩展 被引量：1

18

作者 曹平 陈绍名 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1325-1331,共7页

亚临界裂纹扩展是岩体工程时间相依性的主要原因之一,利用Inston1342型电液伺服材料试验机,采用常位移松弛法分别进行自然状态以及饱水状态下岩块的亚临界裂纹扩展实验,获得了两种环境下岩石裂纹扩展速率v与应力强度因子KI的关系及亚临... 亚临界裂纹扩展是岩体工程时间相依性的主要原因之一,利用Inston1342型电液伺服材料试验机,采用常位移松弛法分别进行自然状态以及饱水状态下岩块的亚临界裂纹扩展实验,获得了两种环境下岩石裂纹扩展速率v与应力强度因子KI的关系及亚临界裂纹扩展参数,研究水对岩石亚临界裂纹扩展规律的影响,并对两种环境下亚临界裂纹扩展参数进行了对比分析。结果表明:两种环境下岩石的lgKI-lgv有较好的线性规律,岩石的亚临界裂纹扩展速率与裂纹尖端应力强度因子服从幂函数关系;在双对数坐标空间中,含饱和水试件的lgKI-lgv曲线位于空气中试件lgKI-lgv曲线的左上角,含饱和水试件的曲线斜率较空气中试件的减小,而截距增加。在同一应力强度因子水平上,含饱和水试件的裂纹扩展速度大,表明水加速了岩体亚临界裂纹扩展。该实验结果可为水化学作用下复杂岩体的稳定性分析提供可靠依据。 展开更多

关键词 双扭试件 常位移松弛法 水化学作用 亚临界裂纹扩展 应力强度因子

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砂岩断裂及其亚临界断裂的力学行为和细观机制 被引量：2

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作者 何满潮 胡江春 +1 位作者 王红芳 段庆全 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1959-1962,共4页

通过三点弯曲的SEM试验,详细研究了砂岩断裂的力学特征和细观机制。结果表明:砂岩断裂是一个复杂的过程,它不但与砂岩的物理成分、微缺陷等有关,还与砂岩中碎屑颗粒的分布密切相关,存在明显的亚临界断裂。亚临界断裂裂纹和断裂主裂纹形... 通过三点弯曲的SEM试验,详细研究了砂岩断裂的力学特征和细观机制。结果表明:砂岩断裂是一个复杂的过程,它不但与砂岩的物理成分、微缺陷等有关,还与砂岩中碎屑颗粒的分布密切相关,存在明显的亚临界断裂。亚临界断裂裂纹和断裂主裂纹形态相似。亚临界断裂裂纹较多的样品呈现延性断裂破坏的特征,而亚临界断裂裂纹较少的样品则呈现脆性断裂破坏的现象。 展开更多

关键词 砂岩 断裂力学 亚临界断裂裂纹 细观试验 力学行为

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考虑温度和湿度联合作用的粗粒料等向压缩蠕变试验及蠕变方程

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作者 毛航宇 王柳江 +2 位作者 刘斯宏 沈超敏 孙屹 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期246-257,共12页

为了探究温湿环境对粗粒料蠕变特性的影响,首先,对取自某土石坝工程的典型粗粒料开展了温度和湿度联合控制的等向压缩蠕变试验,系统分析了温度和湿度对最终蠕变量及蠕变速率的影响;其次,引入亚临界裂纹扩展理论分析了温湿环境对颗粒延... 为了探究温湿环境对粗粒料蠕变特性的影响,首先,对取自某土石坝工程的典型粗粒料开展了温度和湿度联合控制的等向压缩蠕变试验,系统分析了温度和湿度对最终蠕变量及蠕变速率的影响;其次,引入亚临界裂纹扩展理论分析了温湿环境对颗粒延迟破碎的影响,推导得到了考虑温度和湿度影响的最终变形量计算公式以及收敛型的时间效应应力转换方程;第三,基于所得最终变形量计算公式及时间效应应力转换方程,推导得到了考虑温度和湿度影响的粗粒料蠕变方程;最后,对试验结果进行模拟,验证了所建蠕变方程的合理性。研究结果表明:在恒定荷载作用下,粗粒料的蠕变量及蠕变速率均随着温度及相对湿度升高而升高;构建的蠕变方程具有完备的理论依据,通过1组参数即可描述粗粒料在不同温湿环境下的蠕变特性;模拟得到的结果与试验结果吻合较好,说明所建方程可较好反映温度和湿度联合作用下粗粒料的蠕变规律。 展开更多

关键词 粗粒料 温湿度 蠕变试验 亚临界裂纹扩展 蠕变方程

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