压缩荷载作用下岩石类材料裂缝扩展预测理论的改进及验证
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作者
李修磊刁航陈臣黄锋凌天清曾彬
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单位
重庆交通大学河海学院重庆交通大学土木工程学院
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摘要
为提高对岩石类材料裂缝扩展预测的准确性,弥补传统的最大周向应力准则(MTS准则)未考虑裂缝尖端应力场非奇异应力项(T应力)及裂缝几何特性的缺陷;基于传统MTS准则,考虑T应力及裂缝几何特性对裂缝尖端应力场的影响,建立了一种新的岩石非闭合裂缝断裂准则;采用中心含非闭合裂缝岩石试件进行单轴压缩试验,将准则预测值同试验所测得起裂角θ相比较,检验所提出准则的合理性。研究结果表明:仅引入裂缝几何特性,裂缝宽长比(b/a)的增加,会促使应力强度因子KI的增加;同时引入裂缝几何特性和T应力时,裂缝宽长比(b/a)增加会引起裂角θ的减小和最大周向应力(σθ)max的增加;且在引入T应力后,起裂角θ和起裂荷载接更贴近于实际值,此时T应力起到抑制裂缝起裂的作用,且起裂角θ会伴随裂缝倾角β的增大而逐渐由正倾开裂过渡为反倾开裂;采用引入裂缝几何特性及T应力的裂缝断裂准则能更精确的预测裂缝倾角β在0°~60°范围内的起裂角θ。
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关键词
断裂准则非闭合裂缝T应力裂缝几何特性起裂角
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引用格式
李修磊,刁航,陈臣等.压缩荷载作用下岩石类材料裂缝扩展预测理论的改进及验证[J/OL].河南理工大学学报(自然科学版):1-11[2023-10-20].DOI:10.16186/j.cnki.1673-9787.2023070006.