细观尺度下岩石沿晶断裂应力强度因子计算研究

摘要：

大量的细观试验研究发现,岩石破坏主要是裂纹沿着岩石晶体颗粒边界的扩展造成的(沿晶断裂),裂纹沿弯折晶界的扩展则构成了不同材料边界上翼裂纹的扩展.基于以土细观试验结果,建立奇异单元的有限元模型,通过对节点位移的数值外插法,得到了岩石材料沿晶断裂翼裂纹应力强度因子,并研究了晶粒几何特征和材料非均质性(Dundurs参数)对裂纹扩展的影响.研究表明:在均质情况下,晶粒的几何形状在接近正六边形的情况下最适合裂纹扩展.随着非均质性的增强,各主翼裂纹比和晶粒几何角度所对应的K1值都要较均质模型的结果更高,最大的K1所对应的晶粒的内角角度也有所增加.综合所有计算结果可以看出,岩石中晶粒的非均质程度越高,越利于岩石破裂.

关键词：多晶材料、非均质性、沿晶断裂、翼裂纹、应力强度因子

所属期刊栏目：32

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

在线出版日期：2011-07-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：941-945