巴西圆盘试验是力学领域的一个经典试验,含裂纹的圆盘试验多集中于二维或表面裂纹,但含内裂纹的I-II-III型断裂研究一直较为落后。基于3D-ILC技术,在对巴西圆盘试样表面无任何影响的情况下,凭空生成任意参数的内裂纹,开展含不同角度内裂纹的及完整巴西圆盘试样试验,对裂纹扩展过程、应力双折射规律、裂纹起裂及破坏荷载进行分析,并与已有文献进行对比,开展三维内裂纹I-II-III型断裂数值模拟,分析KI,KII,KIII分布规律及实现裂纹扩展全过程模拟,规律与试验相符。结果表明:①3D-ILC在断裂力学试验中的优势得到证明,为断裂力学中的内裂纹及I-II-III型断裂问题的研究奠定了基础。②与完整试样匀称连续的应力云纹分布相比,含内裂纹试样应力云纹集中于内裂纹尖端,呈花瓣状,色差对比显著。③30°内裂纹被括弧状破坏面切断;60°内裂纹上下尖端出现I-II型翼裂纹扩展,侧面出现III型裂纹叠加;90°内裂纹试样,沿内裂纹面扩展破坏,为纯I型破坏。④与完整试样破坏荷载相比,含30°,60°,90°内裂纹试样破坏荷载分别下降10.7%,60.6%,89.2%;30°,60°,90°内裂纹起裂与破坏荷载比分别为100%,11.7%,15.6%。⑤数值模拟与物理试验特征一致。结论与成果对断裂力学领域的三维内裂纹、I-II-III型断裂问题的研究提供了试验与理论基础。
类型: 期刊论文
作者: 王海军,张九丹,任然,汤雷,郁舒阳,钟凌伟,张珂
关键词: 断裂力学,巴西圆盘,脆性固体,三维内裂纹,应力双折射
来源: 岩土工程学报 2019年09期
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅱ辑
专业: 水利水电工程
单位: 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点试验室,河海大学水利水电学院,香港城市大学
基金: 国家重点研发计划项目（2016YFC0401801）,国家自然科学基金项目（51409170,51739008）,江苏省自然科学基金项目（BK20171130）,中央级公益性科研院所基本科研业务费重点项目（Y419005）
分类号: TV223.1
页码: 1636-1644
总页数: 9
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