压缩载荷作用下分支裂纹断裂与扩展的数值和试验-IngentaConnect.PDF

　 第38卷第7期 煤　 　 炭　 　 学　 　 报 Vol.38　 No.7　 　 2013年 7月 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY July　 2013　 - - - 　 　 文章编号:0253 9993(2013)07 1207 08 压缩载荷作用下分支裂纹断裂与扩展的 数值和实验研究 1,2 1,2 李碧勇 ,朱哲明 (1.能源工程安全与灾害力学教育部重点实验室,四川 成都　 610065;2.四川大学 建筑与环境学院,四川 成都　 610065) 摘　 要:材料中裂纹形态比较复杂,有弯曲,交叉或者分支等等,通过数值和实验的方法研究了在压 缩载荷作用下分支裂纹的断裂问题,考虑分支裂纹倾角和长度对应力强度因子和裂纹扩展的影响。 结果表明:裂纹倾角的增加使I型应力强度因子减小,而裂纹长度的增大使应力强度因子增大,长 度较大的分支裂纹对长度较小的有一定的抑制作用。 通过对张开型分支裂纹和弯折裂纹砂岩试件 的单轴压缩试验,发现砂岩试件的破坏形式主要是以I型翼型裂纹扩展为主,其起裂位置距离裂纹 尖端的距离随着分支裂纹角度的增大而减小;分支裂纹倾角越大,其翼型裂纹起裂角就越小但相应 的起裂载荷却越大。 还对张开型裂纹和闭合型裂纹做了一定的比较,发现张开型裂纹的起裂角要 大于闭合型裂纹的起裂角,但其起裂载荷却正好相反。 关键词:分支裂纹;张开裂纹;应力强度因子;翼型裂纹;起裂角;起裂载荷 中图分类号:TU45　 　 　 文献标志码:A Numerical and experimental research on the fracture and propagation of the branch crack under compression 1,2 1,2 LI Bi-yong ,ZHU Zhe-ming (1.Key Laboratory of Energy Engineering Safety andMechanics onDisasters,TheMinstry of Education,Sichuan University,Chengdu　 610065,China;2.Col- lege of Architecture and Environment,Sichuan University,Chengdu　 610065,China) Abstract:The cracks in the material are in varied forms,such as bend,cross and branch.The numerical and experi- mental methodswere applied to study the fracture problem of the branch crack under compression,considered the in- fluence of different branch crack inclination and length to the stress intensity factors and thewing crack propagation. The results show that the increase of the crack inclination stress intensity factor K decreases,and the stress in