大理岩Ⅰ–Ⅱ复合型动态断裂的实验研究

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• 责任者：冯峰^c四川大学^d1984^e硕士 ; 王启智
• 刊名：岩石力学与工程学报
• 出版年：2009
• 卷期：28^b8总215
• 关键词：大理岩 ; 岩体力学20^a断裂力学 ; 加载 ; 数值模拟 ; 应力 ; 尺度效应
• 页码：1579～1586
• 索书号：P478.066/357
• 图表：^c表3参19插图
• 分类号：1600
• 文摘期号：2010/02

摘要

利用霍普金森压杆系统对几何相似的3种尺寸(ø50 mm，ø130 mm，ø200 mm)中心直裂纹平台巴西圆盘大理岩试样进行了3种加载角(载荷方向与裂纹线的夹角分别为0°，10°和19°)的径向冲击实验，采用实验‐数值方法确定复合型动态断裂的I，II型应力强度因子时间历程曲线K_Ⅰ(t)和K_Ⅱ(t)，以及起裂时刻t_f的复合比(K_Ⅰ(t_f)/K_Ⅱ(t_f))。在100 μs加载时间内试样尺寸对复合比会产生影响:对于静态情况为Ⅰ‐Ⅱ复合型加载的10°加载角，在动态加载时，ø50 mm尺寸试样仍处于复合型加载，而ø130 mm，ø200 mm尺寸试样已经处于Ⅱ型加载，产生这种差异的原因是应力波与裂纹面相互作用产生的扰动。岩石Ⅰ、Ⅱ型动态断裂韧度(K_Ⅰd，K_Ⅱd)均存在尺寸效应，而且K_Ⅱd比K_Ⅰd的尺寸效应更为显著，对此现象从能量的角度给出解释。考虑裂纹尖端应力场Williams特征展开式的第一非奇异常数项，T应力对动态应力强度因子的计算并无影响，但对复合型动态断裂的开裂角有一定的影响。