人字形切槽巴西圆盘岩石试样复合型断裂渐进过程数值模拟研究 被引量：8

1

作者 许媛 戴峰 +1 位作者 徐奴文 魏明东 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2189-2197,共9页

人字形切槽巴西圆盘(CCNBD)岩石试样由于诸多优点,被国际岩石力学学会确定为岩石I型断裂韧度测试建议方法,并被众多学者应用于复合型(包括纯Ⅱ型)断裂试验研究。然而,CCNBD在复合型荷载下的渐进断裂机理尚未完全获悉,复合型断裂韧度测... 人字形切槽巴西圆盘(CCNBD)岩石试样由于诸多优点,被国际岩石力学学会确定为岩石I型断裂韧度测试建议方法,并被众多学者应用于复合型(包括纯Ⅱ型)断裂试验研究。然而,CCNBD在复合型荷载下的渐进断裂机理尚未完全获悉,复合型断裂韧度测试基于的穿透直裂纹扩展假设并未严格评估,用于复合型断裂研究的合理性还未得到有效验证。采用细观损伤力学软件首次模拟得到CCNBD在复合型荷载下的渐进破坏过程。结果显示:裂纹不仅萌生于人字形韧带尖端,且易产生于切槽边缘,造成真实裂纹前缘为曲线形,与人字形切槽试样断裂韧度测试所基于的穿透直裂纹假设不符;裂纹并非沿着预制人字形韧带平面扩展到其根部,切槽边缘的破裂方向均朝向加载端,形成扭曲的三维翼形裂纹。数值模拟结果同物理实验对比,十分吻合。CCNBD的裂纹形态和渐进扩展规律不符合当前普遍采用的复合型测试原理,因此采用CCNBD试样进行岩石复合型(包括纯Ⅱ型)断裂韧度测试值得商榷。 展开更多

关键词 渐进断裂 人字形切槽巴西圆盘 复合型 翼型裂纹 声发射

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人字形切槽短圆棒断裂韧度试样及其BEM标定 被引量：1

2

作者 王启智 鲜学福 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1991年第3期55-59,共5页

介绍了一种将会得到广泛应用的断裂韧度试样—人字形切槽短圆棒,以及三维边界元法(BEM)的标定结果。

关键词 切槽 人字形 断裂韧度 试样

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地下洞室脆性岩石断裂韧度巴西圆盘力学试验研究 被引量：1

3

作者 王耘梓 孙宁 +3 位作者 王龙 刘渊泽 余政兴 徐卫亚 《三峡大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期14-19,共6页

采用V形切槽巴西圆盘(cracked chevron notched brazilian disc, CCNBD)方法对大型水电站地下洞室花岗岩进行了劈裂加载试验,旨在研究不同含水率状态下岩石的断裂力学行为、断裂机制和裂纹扩展特征.试验结果表明,饱和状态下的花岗岩峰... 采用V形切槽巴西圆盘(cracked chevron notched brazilian disc, CCNBD)方法对大型水电站地下洞室花岗岩进行了劈裂加载试验,旨在研究不同含水率状态下岩石的断裂力学行为、断裂机制和裂纹扩展特征.试验结果表明,饱和状态下的花岗岩峰值荷载较干燥状态下的平均峰值荷载降低15.5%,平均峰值位移降低17.6%;在饱和状态下,花岗岩试样断裂韧度较干燥状态降低15.5%.裂纹起裂后,裂纹在韧带区迅速扩展,表现出以拉张应力为主的I型裂纹扩展模式.水的存在显著劣化了岩石试样的断裂韧度和降低吸收应变能的能力,含水状态下的围岩更易发生断裂破坏.研究结果为分析水电站地下洞室工程中的力学行为提供理论基础,并为大型地下洞室稳定性力学分析应用提供了技术支撑. 展开更多

关键词 地下洞室 脆性岩石 花岗岩 V形切槽巴西圆盘 断裂韧度 断裂机制

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V形切槽巴西圆盘法测定岩石断裂韧度K_(IC)的实验研究 被引量：20

4

作者 崔振东 刘大安 +2 位作者 安光明 周苗 李志清 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2743-2748,共6页

采用国际岩石力学学会岩石断裂韧度建议测试方法(ISRM)[1]提出的V形切槽巴西圆盘试样(CCNBD),测试了一种泥质砂岩的I型断裂韧度值,给出了一套试样切割制备方案,从试验现象角度分析了该泥质砂岩的断裂力学特性,讨论了该试样类型的有效尺... 采用国际岩石力学学会岩石断裂韧度建议测试方法(ISRM)[1]提出的V形切槽巴西圆盘试样(CCNBD),测试了一种泥质砂岩的I型断裂韧度值,给出了一套试样切割制备方案,从试验现象角度分析了该泥质砂岩的断裂力学特性,讨论了该试样类型的有效尺寸和断裂机制,并指出了该方法的特点和优劣性,得出如下结论:(1)该类岩石试样测得的I型断裂韧度值对CCNBD试样直径尺寸变化具有较大的敏感性,并且直径大于ISRM建议方法中最小有效直径(75mm)的试样测试结果更为稳定;(2)CCNBD试样断裂机制表现为以拉张应力(间接拉伸)作用为主,兼有一定的韧带面内剪切作用的应力状态下I型裂纹扩展模式;(3)V形切槽巴西圆盘方法具有试样加工工艺简单、能承受较大临界载荷、测试的I型断裂韧度值较稳定等优点,但其没有考虑断裂过程区(FPZ)的非线性问题,建议对该方法进行非线性修正图解方案研究,以达到更准确测定岩石断裂韧度的目的。 展开更多

关键词 岩石断裂韧度 V形切槽巴西圆盘(CCNBD) 裂纹扩展 断裂机制

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边切槽圆盘试样的岩石动态断裂韧度实验 被引量：7

5

作者 李战鲁 王启智 李伟 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2006年第2期54-57,共4页

提出用边切槽圆盘试样测量岩石动态断裂韧度的实验方法。在分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pres-sure Bar—SHPB)的入射杆杆端附加劈尖及其基座,实现对试样施加高速率的劈裂载荷;将劈裂载荷时间历程及裂纹扩展时间输入有限元法计... 提出用边切槽圆盘试样测量岩石动态断裂韧度的实验方法。在分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pres-sure Bar—SHPB)的入射杆杆端附加劈尖及其基座,实现对试样施加高速率的劈裂载荷;将劈裂载荷时间历程及裂纹扩展时间输入有限元法计算模型得到动态应力强度因子时间历程;3个应变片粘贴在试样的切槽前端韧带上,测定裂纹扩展起始时间和扩展过程;结合动态应力强度因子历程和裂纹扩展时间,获得试样的起裂动态断裂韧度值。对大理岩实验的结果表明,边切槽圆盘试样能得到理想的劈裂加载;当加载速率为2.88×104MPa.m1/2.s-1时,所测大理岩的动态断裂韧度为5.15 MPa.m1/2,大理岩的断裂韧度在高加载速率下明显地提高。 展开更多

关键词 边切槽圆盘试样 大理岩 动态断裂韧度 分离式霍普金森压杆 有限元法

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混凝土直切槽平台巴西圆盘冲击劈裂拉伸断裂特性试验和数值模拟研究 被引量：7

6

作者 张华 郑凯 王雷 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第17期149-155,204,共8页

采用变截面霍普金森压杆(SHPB),对高速冲击荷载下混凝土的断裂特性和裂纹演化进程进行了研究。对含复合型裂纹直切槽平台巴西圆盘(CSTFBD)进行劈裂拉伸试验,并结合理论研究了不同水灰比、不同应变率、不同预设裂纹长度和倾角对裂纹分布... 采用变截面霍普金森压杆(SHPB),对高速冲击荷载下混凝土的断裂特性和裂纹演化进程进行了研究。对含复合型裂纹直切槽平台巴西圆盘(CSTFBD)进行劈裂拉伸试验,并结合理论研究了不同水灰比、不同应变率、不同预设裂纹长度和倾角对裂纹分布及断裂韧性的影响;采用扩展有限单元法(XFEM)模拟了具有不同预设裂纹倾角试件的开裂进程,得出开裂过程中试件内部的应力分布情况。结果表明,复合断裂韧性比对预制裂纹倾角的变化敏感,与裂纹长度和倾角呈负相关,而与应变率无关;次生裂纹的开裂并非发生在预设裂尖处,且裂纹倾角越大,裂尖应力集中越小、主裂纹发展越缓慢。 展开更多

关键词 直切槽平台巴西圆盘(CSTFBD) 混凝土 霍普金森压杆(SHPB) 断裂韧性 裂纹扩展 扩展有限元(XFEM)

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有限宽切槽对CCNBD断裂试样应力强度因子的影响 被引量：9

7

作者 戴峰 王启智 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期427-431,共5页

国际岩石力学学会(ISRM)在1995年提出一种新型的岩石断裂韧度试样——人字形切槽巴西圆盘试样(cracked chevron notched Brazilian disc——CCNBD),对该试样的一个重要力学参数即最小无量纲应力强度因子的标定,以前的分析和计算都没有... 国际岩石力学学会(ISRM)在1995年提出一种新型的岩石断裂韧度试样——人字形切槽巴西圆盘试样(cracked chevron notched Brazilian disc——CCNBD),对该试样的一个重要力学参数即最小无量纲应力强度因子的标定,以前的分析和计算都没有考虑切槽宽度的影响。然而试样切槽的宽度受切割刀具厚度所限,不能为零。当试样较小时,切槽宽度则相对较大。通过三维边界元计算分析表明,切槽宽度越大,无量纲应力强度因子的标定值就越大;对于ISRM推荐的CCNBD标准试样,得出其最小无量纲因子值为0.954,这比ISRM给出对应值0.84要大13.6 %。同时,小裂纹应力强度因子曲线的变化趋势也发生了质的变化,这可能会导致实验的失败。推荐最小无量纲应力强度因子的标定采用考虑切槽的三维分析。 展开更多

关键词 人字形切槽巴西圆盘(CCNBD) 无量纲应力强度因子 断裂韧度 切槽宽度 FRANC3D

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岩石巴西圆盘复合型断裂力学特征及空间效应研究 被引量：3

8

作者 李列列 卓莉 +2 位作者 邵江 肖明砾 谢红强 《四川大学学报（工程科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第S1期132-138,共7页

对Ⅰ-Ⅱ型复合型断裂的力学特征进行研究,选用石膏岩制作单裂纹直切槽巴西圆盘作为室内试验的研究对象。采用位移伺服方式对巴西圆盘进行加载,并对荷载和位移进行监测。根据室内试验得出的峰值应力和复合型断裂力学相关理论,计算出对应... 对Ⅰ-Ⅱ型复合型断裂的力学特征进行研究,选用石膏岩制作单裂纹直切槽巴西圆盘作为室内试验的研究对象。采用位移伺服方式对巴西圆盘进行加载,并对荷载和位移进行监测。根据室内试验得出的峰值应力和复合型断裂力学相关理论,计算出对应的断裂韧度值。选用能模拟裂隙演化的离散元软件PFC3D对室内试验进行模拟,在加载方式上选用更为合理的点墙加载方式,以代替传统的墙体加载方式。根据不同加载角β直切槽巴西圆盘室内试验结果,对数值模拟试验的试件细观参数进行标定,分别从宏观和细观上分析直切槽巴西圆盘的力学特性,PFC3D数值试验破坏过程中展现出与巴西圆盘试验一致的细观特征。研究结果表明:当0°β75°时,断裂韧度差值K_Ⅰ-K_Ⅱ与加载角β呈线性关系;根据试验结果建立荷载峰值与加载角β的关系表达式,可预测不同加载角β下的荷载峰值;3维数值模拟分析结果显示裂隙尖端拉压临界角大于2维经典理论结果,误差范围在4%~7%之间,且拉压临界角具有显著的空间特征,由圆盘边面到跨中截面逐渐增加,增加幅度为0.7°;随着加载角β的增加,直切槽周围最大张拉应力点由尖端向圆盘中心偏移,且偏移量单调增加,全截面由受压逐渐转变为受拉;不同断裂形式的空间效应存在差异,Ⅱ型断裂的空间效应最小,巴西劈裂最显著。 展开更多

关键词 直切槽巴西圆盘(CSTBD) 复合韧度(Ⅰ-Ⅱ) 加载角 空间效应

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CCNBD断裂韧度试样的SIF新公式和在尺度律分析中的应用 被引量：12

9

作者 吴礼舟 贾学明 王启智 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期233-237,共5页

根据国际岩石力学学会于1995年推荐的一种测试岩石断裂韧度的新型试样-人字形切槽巴西圆盘试样,对其断裂韧度计算公式中的关键参数即无量纲应力强度因子(SIF)提出了一个改进的计算公式。采用分片合成方法结合有限元法对CCNBD试样的应力... 根据国际岩石力学学会于1995年推荐的一种测试岩石断裂韧度的新型试样-人字形切槽巴西圆盘试样,对其断裂韧度计算公式中的关键参数即无量纲应力强度因子(SIF)提出了一个改进的计算公式。采用分片合成方法结合有限元法对CCNBD试样的应力强度因子进行了宽范围标定,结果以表格的形式给出;并采用数据线性回归的方法,将标定结果以一个指数函数的形式给出。结果表明,与标定值相比,无量纲应力强度因子新公式的误差较小,并且囊括了CCNBD试样的较宽范围的尺寸,且查表使用方便,也为理论分析提供了条件。在此基础上,对岩石断裂韧度测试的尺度律进行了更进一步的探索,结果表明,利用新公式进行的尺度律分析是有效的。 展开更多

关键词 岩石断裂韧度 人字形切槽巴西圆盘试样(CCNBD) 应力强度因子新公式 尺度律

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岩石巴西劈裂强度与裂纹扩展颗粒尺寸效应研究 被引量：22

10

作者 黄彦华 杨圣奇 +2 位作者 鞠杨 周小平 赵坚 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1272-1281,共10页

基于一组经室内巴西试验结果标定的类岩石材料细观参数,通过颗粒流程序(PFC)建立圆盘试样离散元模型,对含不同颗粒粒度中心直切槽圆盘试样进行巴西劈裂模拟,分析颗粒尺寸对荷载-位移曲线、拉伸强度和破裂模式的影响,揭示裂纹扩展过程中... 基于一组经室内巴西试验结果标定的类岩石材料细观参数,通过颗粒流程序(PFC)建立圆盘试样离散元模型,对含不同颗粒粒度中心直切槽圆盘试样进行巴西劈裂模拟,分析颗粒尺寸对荷载-位移曲线、拉伸强度和破裂模式的影响,揭示裂纹扩展过程中细观力场、微裂纹以及能量演化规律。研究结果表明:切槽圆盘试样荷载-位移曲线可分为单峰值(type I)、峰值之后软化(type II)以及峰值之后强化(type III)3种;切槽圆盘试样拉伸强度显著比完整圆盘的低,降幅与切槽倾角和颗粒半径相关;当切槽倾角不变时,拉伸强度总体上随着颗粒半径的增大而增大;而当颗粒半径不变时,拉伸强度随着切槽倾角的增大而减小;当切槽倾角相同时,不同颗粒半径中心直切槽圆盘试样破裂模式显著不同,颗粒尺寸主要影响中心直切槽圆盘试样次生裂纹的萌生和扩展;边界对试样作的功首先用于克服颗粒间黏结以产生裂纹,裂纹在应变能的作用不断扩展,在裂纹产生之后,摩擦能才开始起作用;颗粒的运动程度很低,因此动能很小;边界能与抗拉强度总体上呈正比关系,即边界能越大,拉伸强度越大。 展开更多

关键词 岩石力学 巴西试验 中心直切槽圆盘 颗粒尺寸效应 颗粒流

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断裂韧度试样CCNBD宽范围应力强度因子标定 被引量：18

11

作者 贾学明 王启智 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期907-912,共6页

国际岩石力学学会(ISRM)在1995年提出了一种新型岩石断裂韧度试样——人字形切槽巴西圆盘试样CCNBD,但是,其断裂韧度计算公式中的重要参数(即无量纲应力强度因子的标定)仍存在问题。采用一种新的分片合成方法并结合有限元法,参照ISRM给... 国际岩石力学学会(ISRM)在1995年提出了一种新型岩石断裂韧度试样——人字形切槽巴西圆盘试样CCNBD,但是,其断裂韧度计算公式中的重要参数(即无量纲应力强度因子的标定)仍存在问题。采用一种新的分片合成方法并结合有限元法,参照ISRM给出的CCNBD试样的尺寸限制,对该范围试样的应力强度因子进行了宽范围的标定,以便在试验中能因地制宜地选用不同几何参数的CCNBD试样。结果表明:分片合成方法的计算值有很高的精度,不但减少了工作量,也使标定的无量纲应力强度因子比现有文献值更加准确、可靠。 展开更多

关键词 人字形切槽巴西圆盘 CCNBD 无量纲应力强度因子 断裂韧度 分片合成法 宽范围标定 岩石力学

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岩石断裂韧度试样CCNBD临界应力强度因子的全新数值标定 被引量：12

12

作者 樊鸿 张盛 +1 位作者 苟小平 王启智 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期416-422,455,共7页

国际岩石力学学会(ISRM)提出的用人字型切槽巴西圆盘(Cracked Chevron Notched Brazilian Disc—CCNBD)测试岩石I型断裂韧度所必需的量纲为一的临界应力强度因子Y*min的精度需要进一步改进。本文对CCNBD试样的Y*min进行了系统的重新标定... 国际岩石力学学会(ISRM)提出的用人字型切槽巴西圆盘(Cracked Chevron Notched Brazilian Disc—CCNBD)测试岩石I型断裂韧度所必需的量纲为一的临界应力强度因子Y*min的精度需要进一步改进。本文对CCNBD试样的Y*min进行了系统的重新标定,CCNBD的几何参数有效范围为0.44≤αB≤1.04、0≤α0≤0.69、0.4≤α1≤0.8。采用有限单元法对CCNBD做三维数值分析,得到了435种CCNBD试样的Y*min值标定结果;在此基础上全面修正了CCNBD试样Y*min计算公式中u和v的取值表;给出了不用查表直接确定CCNBD试样Y*min值的近似表达式,该表达式计算结果与标定结果的相对误差绝对值在1.87%以内。对于ISRM建议的CCNBD标准试样的Y*min值:ISRM标定值0.84比本文结果0.957小12.2%;分片合成法标定值0.947比本文结果小1.0%;子模型法标定值0.943比本文结果小1.5%。本文特别强调了任何CCNBD试样Y*min的取值必须在它对应的上限和下限所限定的范围内,这一要求对判断Y*min标定值是否合理是很重要的。 展开更多

关键词 人字型切槽巴西圆盘(CCNBD) 量纲为一的临界应力强度因子 I型断裂韧度 有限元法 宽范围标定

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基于P-CCNBD试样的岩石动态断裂韧度测试方法 被引量：10

13

作者 苟小平 杨井瑞 王启智 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2449-2459,2467,共12页

预裂的人字形切槽巴西圆盘(Pre-cracked chevron notched Brazilian disc,简称P-CCNBD)是将人字形切槽巴西圆盘(cracked chevron notched Brazilian disc,简称CCNBD)的切槽尖端再稍加切削制成直裂纹前沿的试样。利用霍普金森压杆对P-CC... 预裂的人字形切槽巴西圆盘(Pre-cracked chevron notched Brazilian disc,简称P-CCNBD)是将人字形切槽巴西圆盘(cracked chevron notched Brazilian disc,简称CCNBD)的切槽尖端再稍加切削制成直裂纹前沿的试样。利用霍普金森压杆对P-CCNBD砂岩试样进行径向冲击,完成I型动态断裂试验后再做数值分析得到岩石的动态断裂韧度。为了验证数值模拟的可靠性,先进行了无限平面中一条有限尺寸裂纹表面受冲击拉伸作用的动态有限元分析,结果表明,数值模拟的结果与Shi得到的结果非常吻合。将试验-数值法和他人的准静态法分别确定的砂岩的动态起裂韧度进行对比,两种方法得到的结果有一定的差异。采用试验-数值法,将比较成熟的直裂纹巴西圆盘(cracked straight-through Brazilian disc,简称CSTBD)和P-CCNBD两种试样测得的结果进行对比,两者吻合较好。得到的动态起裂韧度都有随着加载率的增加而增大的加载率效应。分析了准静态法的缺陷,认为试验-数值法得到的结果更为合理。 展开更多

关键词 岩石动态断裂韧度 动态应力强度因子 预裂的人字形切槽巴西圆盘(P—CCNBD)试验一数值法 准静态法

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用P-CCNBD试样测定岩石动态扩展韧度和观察动态止裂现象 被引量：5

14

作者 张盛 鲁义强 王启智 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3095-3105,共11页

关于动态断裂的全过程,包括动态起裂、扩展和止裂的报道在科学文献中受到日益增长的关注。研究岩石的动态扩展和动态止裂,用分离式霍普金森压杆径向冲击大直径(φ160 mm)的预裂人字形切槽巴西圆盘(pre-cracked chevron notched Brazilia... 关于动态断裂的全过程,包括动态起裂、扩展和止裂的报道在科学文献中受到日益增长的关注。研究岩石的动态扩展和动态止裂,用分离式霍普金森压杆径向冲击大直径(φ160 mm)的预裂人字形切槽巴西圆盘(pre-cracked chevron notched Brazilian disc——P-CCNBD)试样的试验,测定了大理岩的I型动态扩展韧度,而不仅是动态起裂韧度。确定的方法是试验―数值―解析法,而不是通常的准静态法,因为,大尺寸试样在动态试验中不满足应力平衡条件。裂尖起裂时刻和裂纹扩展速度采用应变片和裂纹扩展计监测;将有关试验数据,包括霍普金森压杆施加在试样上的的动态荷载输入有限元程序,对P-CCNBD进行三维动态数值模拟,再结合普适函数的半解析修正,得到动态应力强度因子的时间历程。结果表明,P-CCNBD大理岩试样的动态起裂韧度随加载率的增大而增大,试样的动态扩展韧度略低于动态起裂韧度,且扩展韧度随裂纹扩展速度的加快而增大。此外,对裂纹扩展速度振荡和扩展路径曲折现象进行了分析,讨论了P-CCNBD试样实现动态止裂的可能性。 展开更多

关键词 预裂人字形切槽巴西圆盘 动态扩展韧度 动态止裂

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脆性岩石试样断裂过程区及宏观疲劳裂纹行为研究 被引量：3

15

作者 ERARSLAN Nazife 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2041-2049,共9页

通过脆性岩石试样巴西圆盘试验研究了疲劳效应对脆性岩石断裂韧度KIC的影响,阐释了脆性岩石的疲劳损伤机制,首次展示了脆性岩石破坏前宏观裂纹的张开和闭合行为。巴西圆盘试验结果表明,循环荷载作用下,脆性岩样的KIC降低了35%,巴西劈裂... 通过脆性岩石试样巴西圆盘试验研究了疲劳效应对脆性岩石断裂韧度KIC的影响,阐释了脆性岩石的疲劳损伤机制,首次展示了脆性岩石破坏前宏观裂纹的张开和闭合行为。巴西圆盘试验结果表明,循环荷载作用下,脆性岩样的KIC降低了35%,巴西劈裂拉伸强度降低了30%。通过高速相机数小时的观测并记录到了岩石力学领域从未观测到的过程,即脆性岩样破坏前,疲劳裂纹在正弦荷载作用下弹性张合。扫描电镜和计算机断层扫描结果显示,巴西圆盘和V形切槽巴西圆盘试样的破坏是由断裂过程区(fracture process zone,简称FPZ)引起的,FPZ中包含许多异于循环荷载作用下单条宏观裂纹的微裂纹,切槽裂纹尖端FPZ的形成导致未破坏脆性岩样中可视疲劳裂纹弹性张合。室内试验和数值计算结果表明,切槽裂纹倾角为60°时获得最大FPZ(即FPZmax),这表明最大FPZ的形成可能与Ⅰ-Ⅱ型(拉伸和剪切)组合加载模式有关。 展开更多

关键词 V形切槽巴西圆盘岩石试样 岩石疲劳 FPZ和岩石疲劳

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神经网络在研究岩石断裂韧度尺寸效应的应用 被引量：3

16

作者 张盛 王启智 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期37-41,共5页

介绍了人工神经网络在预测人字形切槽巴西圆盘试样(CCNBD)断裂韧度时的应用,通过分析表明,神经网络得到的断裂韧度预测值比CCNBD尺度律公式得到的值更加接近实验值,神经网络直接基于实验数据进行训练,不需要作任何假设,对于构形比较复杂... 介绍了人工神经网络在预测人字形切槽巴西圆盘试样(CCNBD)断裂韧度时的应用,通过分析表明,神经网络得到的断裂韧度预测值比CCNBD尺度律公式得到的值更加接近实验值,神经网络直接基于实验数据进行训练,不需要作任何假设,对于构形比较复杂,试样制备时难以满足完全几何相似的CCNBD试样,研究其尺寸效应是比较有利的。 展开更多

关键词 人工神经网络 岩石断裂韧度 人字形切槽巴西圆盘试样

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Ⅰ型断裂韧度模拟方法及细观影响因素研究 被引量：6

17

作者 吴顺川 孙伟 +2 位作者 刘洋 成子桥 许学良 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2536-2546,共11页

既有离散元参数敏感性分析大多集中在压缩试验及巴西劈裂试验,对Ⅰ型断裂韧度KIc试验细观影响因素及3D破裂过程系统分析的报道较少。采用三维平节理模型(FJM3D)研究微观结构参数及黏结细观参数对不同切槽形状的Ⅰ型断裂韧度试验的影响... 既有离散元参数敏感性分析大多集中在压缩试验及巴西劈裂试验,对Ⅰ型断裂韧度KIc试验细观影响因素及3D破裂过程系统分析的报道较少。采用三维平节理模型(FJM3D)研究微观结构参数及黏结细观参数对不同切槽形状的Ⅰ型断裂韧度试验的影响。微观结构参数包括晶粒平均半径的平方根R1/2、模型分辨率Ψ和最大/最小晶粒直径dmax/dmin。黏结细观参数包括平均配位数CN、S类型单元比例φs、黏结抗拉强度σb、黏结内聚力cb、摩擦系数μ和摩擦角φ。参数敏感性分析结果表明,KIc与R1/2、CN及σb正相关,与dmax/dmin、φs负相关,而与Ψ、cb、μ和φ无明显的线性关系,此外为获得较低的KIc波动水平,给出了参数Ψ和dmax/dmin的建议范围。根据参数敏感性分析结果,校核匹配了Kowloon花岗岩直切槽半圆盘(SCB)和人字形切槽半圆盘(CCNSCB)试样的宏观力学性质。从细观角度直观、深入分析不同切槽形状I型断裂韧度试验破裂机制,得出SCB试验曲线的峰前和峰后行为与室内试验更为吻合。 展开更多

关键词 Ⅰ型断裂韧度 平节理模型 敏感性分析 直切槽半圆盘(SCB) 人字形切槽半圆盘(CCNSCB)

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加载速率对岩石动态断裂韧度影响的实验研究 被引量：26

18

作者 李战鲁 王启智 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2116-2120,共5页

为了获得岩石在高加载速率作用下的动态断裂韧度值并分析加载速率的影响,由分离式霍普金森压杆入射杆杆端附加劈尖及其基座对边切槽圆盘试样施加动态劈裂载荷。把应变片粘贴在裂纹尖端附近获得裂纹扩展时间;将劈裂载荷时间历程及裂纹扩... 为了获得岩石在高加载速率作用下的动态断裂韧度值并分析加载速率的影响,由分离式霍普金森压杆入射杆杆端附加劈尖及其基座对边切槽圆盘试样施加动态劈裂载荷。把应变片粘贴在裂纹尖端附近获得裂纹扩展时间;将劈裂载荷时间历程及裂纹扩展时间输入有限元计算模型,获得试样的起裂动态断裂韧度值。结果表明,在加载速率18.85×104MPa.m1/2s-1以下,大理岩的动态断裂韧度值随着加载速率的增大而上升,但上升趋势逐渐减弱。断裂韧度数值在高加载速率下呈现出明显的离散性。 展开更多

关键词 岩石加载速率 动态断裂韧度 边切槽圆盘试样 霍普金森压杆 有限元

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复合应力状态下砂岩损伤演化与裂纹扩展特征试验研究 被引量：4

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作者 吕艳伟 孙传平 沈宝堂 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第1期37-45,共9页

为从细观尺度上研究复合应力状态下岩石中裂纹的扩展,采用数字图像相关技术,对砂岩人字形切槽巴西圆盘试件展开试验研究。基于试验中获取的试件在加载全程中的裂缝开口位移、全场域的应变场和位移场的分布和演变规律,对岩石的损伤演化... 为从细观尺度上研究复合应力状态下岩石中裂纹的扩展,采用数字图像相关技术,对砂岩人字形切槽巴西圆盘试件展开试验研究。基于试验中获取的试件在加载全程中的裂缝开口位移、全场域的应变场和位移场的分布和演变规律,对岩石的损伤演化及裂纹扩展机制和特征进行分析。结果表明:复合应力状态下岩石的损伤演化具有明显的阶段性;主要断裂形态为翼裂纹和次生裂纹,均为拉剪复合型裂纹;翼裂纹起裂位置随加载角度增大向试件中心靠近,沿曲线路径向加载点扩展,扩展中主导机制为拉伸;次生裂纹从柱面边缘起裂,以较平直路径向切缝尖端或切缝上某处扩展,扩展过程快速而不稳定,拉伸与剪切在其扩展机制中所占比重随加载角度变化。 展开更多

关键词 人字形切槽巴西圆盘 数字图像 复合应力状态 损伤演化 裂纹扩展 砂岩

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