岩石非理想裂纹圆盘试件动态断裂韧性测试的有限元分析及试验研究

作     者：崔智丽 宫能平 经来旺 CUI Zhi-li;GONG Neng-ping;JING Lai-wang

作者机构：安徽理工大学理学院安徽淮南232001 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2015年第36卷第3期

页      面：694-702页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.50874004) 国家自然科学基金重点项目(煤炭联合基金项目)(No.51134025) 

主　　题：动态断裂 非理想裂纹 纯Ⅰ型加载 

摘      要：采用中心裂纹圆盘-霍普金森压杆(CCCD-SHPB)试验系统对大理岩中心裂纹圆盘试件进行不同加载速率下的纯Ⅰ型加载试验,研究岩石材料动态断裂韧性的加载速率相关性。考虑到试验中所使用的圆盘试件是带有中心切口的非理想裂纹,结合试件的实际加工情况,提出采用切口尖端形状为小圆弧形的预制裂纹,介绍了试件的制作方法,并利用有限元计算论证了采用这种形状非理想裂纹试件的试验可行性。结果表明,采用圆弧形裂尖、裂纹宽度为1 mm的中心切口非理想裂纹圆盘试件来代替理想裂纹圆盘试件是可行的,误差不超过2.13%。分析试验数据得出:非理想裂纹圆盘试件在纯Ⅰ型加载条件下,其断裂韧度表现出明显的速率相关性,且随着加载速率的增大而增大。