论文摘要
脆性岩石材料在压应力作用下常出现两类裂纹:翼型张拉裂纹和次生剪切裂纹。近场动力学是一种新型的无网格数值计算方法。在近场动力学理论中,采用积分形式的控制方程代替微分形式的控制方程使得该数值算法在断裂问题上具有独特的优势。将Mohr-Coulomb准则和最大主应力准则引入非普通"态"基近场动力学理论中,分别用于模拟材料常见的压剪和张拉破坏。这种扩展的非普通"态"基近场动力学可以有效地模拟脆性岩石材料在多种受力状态下的裂纹起裂、扩展和连接问题。通过5个不同的数值算例说明该数值算法在处理脆性岩石材料断裂问题的有效性和准确性。首先,通过模拟含圆孔的弹性板拉伸数值试验说明该数值算法的有效性和准确性。其次,数值模拟了简单三点弯曲试验以及不使用其他外部准则条件下动荷载作用下裂纹的分叉试验,所得结果与其他试验结果或数值结果相吻合,从而验证了该理论的有效性。然后,模拟了包含斜裂纹的巴西圆盘试验,裂纹扩展路径和计算所得的断裂韧度同样吻合于试验结果。最后,模拟了单轴压缩状态下,预制裂纹试样的裂纹扩展和连接问题。将该数值算法与试验结果对比表明,所提出的数值方法可以模拟和预测岩石类材料的张拉和压剪裂纹的起裂、扩展和连接行为。
论文目录
文章来源
类型: 期刊论文
作者: 李铮,郭德平,周小平,王允腾
关键词: 岩石,近场动力学,裂纹扩展,裂纹连接,裂纹分叉
来源: 岩土力学 2019年12期
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学
专业: 地质学,建筑科学与工程
单位: 重庆市城市建设投资(集团)有限公司,重庆大学土木工程学院
基金: 国家自然科学基金（No.51679017,No.51839009）,国家重点基础研究发展计划（973）项目（No.2014CB046903）,重庆市院士牵头科技创新引导专项基金（No.cstc2017jcyj-yszx0014,No.cstc2016jcyjys0005）~~
分类号: TU45
DOI: 10.16285/j.rsm.2018.1977
页码: 4711-4721
总页数: 11
文件大小: 1495K
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