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基于3D-ILC含水平内裂纹脆性固体三点弯断裂特性研究
被引量：
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作者
王海军
乐成军
+3 位作者
汤雷
赵初
李汉章
戚海棠
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期2773-2784,共12页
断裂力学是固体力学的重要分支,三点弯试验是力学领域的一个经典试验,含裂纹的三点弯研究多集中于穿透或表面裂纹,含纯封闭内裂纹的三点弯断裂研究较少。基于3D-ILC技术,在对试样表面无任何影响的情况下,生成任意参数的纯封闭内裂纹,开...
断裂力学是固体力学的重要分支,三点弯试验是力学领域的一个经典试验,含裂纹的三点弯研究多集中于穿透或表面裂纹,含纯封闭内裂纹的三点弯断裂研究较少。基于3D-ILC技术,在对试样表面无任何影响的情况下,生成任意参数的纯封闭内裂纹,开展含不同深度共勉内裂纹试样及完整试样三点弯断裂试验,分析应力双折射规律、破坏荷载、断口特征、断口特征区尺寸及破坏形态。通过对含不同深度内裂纹的试样进行数值模拟,得到裂纹尖端KⅠ、KⅡ、KⅢ分布规律。结果表明:(1)内裂纹改变了完整试样的应力双折射规律,云纹在裂纹上端呈半圆状,色差对比显著。(2)内裂纹的存在显著降低了试样三点弯破坏荷载,含深度10、20、30 mm单内裂纹试样及含深度20 mm双、三内裂纹试样与完整试样破坏荷载相比,下降百分比分别为11.8%、19.5%、78.4%、30.9%、35.5%。(3)内裂纹深度10、20mm试样与完整试样破坏形态均为动态裂纹分叉破坏,呈现出镜面雾化羽毛平纹特征;含深度30mm单内裂纹试样发生Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合扩展,断口为光滑的翼状扩展。(4)得到了破坏断口特征区尺寸与内裂纹深度关系的拟合公式。(5)KⅠ、KⅡ、KⅢ与内裂纹深度成反比关系;裂纹越远离试样中心,KⅠ越小,KⅡ、KⅢ越大;左右侧裂纹对中间裂纹的K值不影响。该研究表明3D-ILC可做为研究断裂力学中的内裂纹及复合裂纹问题的重要工具。
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关键词
类岩石材料
3D-ILC
内置裂纹
岩石
断裂
应力场可视化
断裂路径模拟
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职称材料
题名
基于3D-ILC含水平内裂纹脆性固体三点弯断裂特性研究
被引量：
1
1
作者
王海军
乐成军
汤雷
赵初
李汉章
戚海棠
机构
南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点试验室
河海大学水利水电学院
四川省岷源水利水电工程设计有限公司
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期2773-2784,共12页
基金
国家自然科学基金(No.51409170,No.51739008,No.U1765204)。
文摘
断裂力学是固体力学的重要分支,三点弯试验是力学领域的一个经典试验,含裂纹的三点弯研究多集中于穿透或表面裂纹,含纯封闭内裂纹的三点弯断裂研究较少。基于3D-ILC技术,在对试样表面无任何影响的情况下,生成任意参数的纯封闭内裂纹,开展含不同深度共勉内裂纹试样及完整试样三点弯断裂试验,分析应力双折射规律、破坏荷载、断口特征、断口特征区尺寸及破坏形态。通过对含不同深度内裂纹的试样进行数值模拟,得到裂纹尖端KⅠ、KⅡ、KⅢ分布规律。结果表明:(1)内裂纹改变了完整试样的应力双折射规律,云纹在裂纹上端呈半圆状,色差对比显著。(2)内裂纹的存在显著降低了试样三点弯破坏荷载,含深度10、20、30 mm单内裂纹试样及含深度20 mm双、三内裂纹试样与完整试样破坏荷载相比,下降百分比分别为11.8%、19.5%、78.4%、30.9%、35.5%。(3)内裂纹深度10、20mm试样与完整试样破坏形态均为动态裂纹分叉破坏,呈现出镜面雾化羽毛平纹特征;含深度30mm单内裂纹试样发生Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合扩展,断口为光滑的翼状扩展。(4)得到了破坏断口特征区尺寸与内裂纹深度关系的拟合公式。(5)KⅠ、KⅡ、KⅢ与内裂纹深度成反比关系;裂纹越远离试样中心,KⅠ越小,KⅡ、KⅢ越大;左右侧裂纹对中间裂纹的K值不影响。该研究表明3D-ILC可做为研究断裂力学中的内裂纹及复合裂纹问题的重要工具。
关键词
类岩石材料
3D-ILC
内置裂纹
岩石
断裂
应力场可视化
断裂路径模拟
Keywords
rock-like material
3D-ILC
internal cracks
rock fracture
visualization of stress
simulation of crack path
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于3D-ILC含水平内裂纹脆性固体三点弯断裂特性研究
王海军
乐成军
汤雷
赵初
李汉章
戚海棠
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
1
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职称材料
已选择
0
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引证文献
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