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岩石力学与工程学报 2024年

作者：张登科孟涛韩阳王传乐卢辉李二兵中国人民解放军陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾全国重点实验室太原科技大学能源材料与工程学院南京城市建设管理集团有限公司东南大学交通学院中国人民解放军陆军工程大学野战工程学院

研究岩石在不同裂缝扩展速率下的断裂行为对分析预测工程结构的稳定性和安全性至关重要。为研究北山花岗岩在不同主裂缝扩展速率下的断裂行为，设置5种不同的加载速率以实现不同的裂缝扩展速率。试验过程中采用数字图像相关技术(DIC)与... 详细信息

研究岩石在不同裂缝扩展速率下的断裂行为对分析预测工程结构的稳定性和安全性至关重要。为研究北山花岗岩在不同主裂缝扩展速率下的断裂行为，设置5种不同的加载速率以实现不同的裂缝扩展速率。试验过程中采用数字图像相关技术(DIC)与三维激光扫描技术获得试件在加载过程中的变形信息与失效后的断面形貌。基于试件应变场的变化历史，提出一种计算失效主裂缝瞬时扩展速率的新方法。结果表明，加载速率/平均裂缝扩展速率显著地影响主裂缝的扩展过程，捕捉应变场变化历史的突变点可以有效地估算失效主裂缝在不同时刻的瞬时扩展速率。在中低速加载速率范围内，主裂缝的瞬时扩展速率呈现出明显的快速增长阶段与稳定扩展阶段，而在高加载速率范围内，主裂缝的瞬时扩展速率线性增加，这一变化直接导致断裂过程区(FPZ)的萌生载荷阶段提前，断裂表面粗糙程度降低。此外，还发现失效主裂缝的平均扩展速率与断裂韧度、峰值FPZ长度呈正相关的指数函数关系，与断裂表面的分形维数呈负相关的指数函数关系。

关键词：岩石力学北山花岗岩断裂特征裂缝扩展速率断面粗糙度

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岩石—混凝土界面疲劳断裂特性试验研究

岩石—混凝土界面疲劳断裂特性试验研究

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作者：王一鸣大连理工大学

学位级别：硕士

混凝土重力坝在正常服役期间会受到库区水压力以及温度应力等周期性变化的荷载作用。混凝土坝体与基岩之间的薄弱界面在这种循环荷载作用下会累积损伤,严重时甚至产生界面裂缝,降低坝体的承载能力,对大坝的安全运行造成严重威胁。因此,... 详细信息

混凝土重力坝在正常服役期间会受到库区水压力以及温度应力等周期性变化的荷载作用。混凝土坝体与基岩之间的薄弱界面在这种循环荷载作用下会累积损伤,严重时甚至产生界面裂缝,降低坝体的承载能力,对大坝的安全运行造成严重威胁。因此,对岩石-混凝土界面在疲劳荷载作用下的断裂特性进行研究是十分必要的。在正常服役期间,大坝承受的荷载远低于其设计值,界面处不会产生裂缝但会有损伤累积,界面的粘结性能也会因此发生变化;另一种情况下,当大坝承受的荷载处于较高水平时,界面处会产生裂缝并在荷载作用下持续扩展,最终导致大坝整体的倾覆破坏。因此,研究不同荷载水平下岩石-混凝土界面的疲劳断裂特性对大坝的安全性评估具有重要意义。本文针对以上两种情况下的岩石-混凝土界面疲劳断裂特性展开了如下的研究工作:（1）低应力水平疲劳荷载对岩石-混凝土界面断裂特性的影响研究对尺寸为100×100×500mm的岩石-混凝土复合梁进行低应力水平三点弯曲疲劳试验,在试验中采集荷载以及裂缝张开口位移以监测试件刚度变化以及试件产生的变形。在疲劳试验结束后再进行静载三点弯曲试验将其压断,根据电阻应变片法确定起裂荷载,通过沿韧带高度布置夹式引伸计测量其临界裂缝长度。通过ANSYS有限元软件计算试件的起裂断裂韧度以及失稳断裂韧度,讨论了低应力水平疲劳荷载对岩石-混凝土界面断裂特性的影响。（2）采用DIC研究低应力水平疲劳荷载对断裂过程区演化的影响运用数字图像相关技术（DIC）对低应力水平疲劳荷载作用后的岩石-混凝土复合梁的断裂过程区演化过程进行了观测,并与静载条件下的试件进行了对比。试验结果表明:低应力水平疲劳荷载对岩石-混凝土界面的断裂过程区演化的影响主要集中在峰值荷载前的阶段。在峰值荷载前,疲劳荷载作用后的复合梁的裂缝扩展长度与裂缝张开宽度均小于静载条件下的复合梁。这种差异在峰值荷载后逐渐减小。（3）岩石-混凝土界面在高应力水平疲劳荷载下的裂缝扩展速率对尺寸为100×100×500mm的岩石-混凝土复合梁进行高应力水平下的三点弯曲疲劳试验,在疲劳过程中采集荷载-裂缝口张开位移（P-CMOD）曲线以确定试件柔度在疲劳过程中的变化。运用基于数字图像相关技术（DIC）的柔度标定法确定了试件在疲劳过程中的裂缝扩展曲线,并利用Matlab计算程序对试件的疲劳裂缝扩展速率进行了计算,拟合得到了不同应力水平下岩石-混凝土界面的Pairs公式。

关键词：岩石-混凝土界面疲劳断裂 DIC 断裂过程区裂缝扩展速率

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流体作用下致密砂岩的亚临界裂纹扩展规律研究

流体作用下致密砂岩的亚临界裂纹扩展规律研究

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作者：周义中国石油大学（北京）

学位级别：硕士

对于世界各国发展经济体而言,资源能源已成为其生存发展重要的战略物质,而面对日益枯竭的常规能源,非常规能源的探勘和开发利用变得更加重要。继页岩油气后,致密油成为了全球非常规油气勘开发的又一热点。而复杂裂纹网络形成对致密油开... 详细信息

对于世界各国发展经济体而言,资源能源已成为其生存发展重要的战略物质,而面对日益枯竭的常规能源,非常规能源的探勘和开发利用变得更加重要。继页岩油气后,致密油成为了全球非常规油气勘开发的又一热点。而复杂裂纹网络形成对致密油开发至关重要,以往研究主要是集中在主裂缝的扩展和主裂缝和天然裂缝的相互作用方面,对于致密储层微裂缝的形成机制相对欠缺,基于此,本文利用中国四川凉山州会东县嘎叽镇马鞍村的致密砂岩进行岩石力学实验测试,研究了致密砂岩达到断裂韧度之前微裂纹扩展情况。本文首先测量了致密砂岩的基本力学参数,了解其粘土矿物的含量及其力学性质,随后采用双扭实验常位移松弛法研究致密砂岩亚临界裂纹扩展的情况,同时利用双扭实验测量了致密砂岩的断裂韧度值。通过计算拟合发现岩石尖端应力强度因子与裂纹扩展速率符合幂指数关系,对结论分析发现致密砂岩在不同溶液饱和条件后,裂纹扩展速率大小为:V>V>V>V,除此之外还得到了致密砂岩在不同液体条件下裂纹扩展的门限值。文章最后对裂缝扩展的时间做了基本的推导,为研究压裂等工程问题提供了一定的理论基础。

关键词：致密砂岩水岩作用亚临界裂纹扩展双扭实验裂缝扩展速率

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超高韧性水泥基复合材料疲劳裂纹扩展速率影响因素研究

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安徽建筑 2016年第3期23卷 78-79页

作者：王军阵郭琛山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛266590

依据疲劳裂缝扩展规律的Paris公式,采用尺寸为80mm×150mm×700mm和100mm×100mm×400mm及裂缝缝高为50mm和60mm的试件,进行试验探究裂纹扩展速率的相关影响因素,即荷载幅值、缝高比等对裂纹的扩展速率的影响。结果表明:荷载幅值、缝高... 详细信息

依据疲劳裂缝扩展规律的Paris公式,采用尺寸为80mm×150mm×700mm和100mm×100mm×400mm及裂缝缝高为50mm和60mm的试件,进行试验探究裂纹扩展速率的相关影响因素,即荷载幅值、缝高比等对裂纹的扩展速率的影响。结果表明:荷载幅值、缝高比等因素都对疲劳裂纹的扩展有较大影响,同时得出疲劳裂缝覆盖面积A的变形趋势与最大CMOD基本趋于一致,随着荷载循环次数的增加呈现出五阶段发展。

关键词：疲劳试验裂缝扩展速率影响因素

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304钢焊缝环境断裂行为的定量研究

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中国腐蚀与防护学报 1999年第5期19卷 265-272页

作者：王正徐向俊任晨星郑州工业大学材料研究中心郑州450002

采用Ａ００２，Ａ１３２和Ａ３０２三种焊条以及（６００，８００和１０５０）０Ｃ×６ｈ三种焊后热处理方式，研究了３０４钢不同焊缝的环境断裂行为。试验是用悬臂梁弯曲试样在室温０．５ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ＋２．５ｍｏ... 详细信息

采用Ａ００２，Ａ１３２和Ａ３０２三种焊条以及（６００，８００和１０５０）０Ｃ×６ｈ三种焊后热处理方式，研究了３０４钢不同焊缝的环境断裂行为。试验是用悬臂梁弯曲试样在室温０．５ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ＋２．５ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４溶液中进行的。测定了各种焊缝的ｄａ／ｄｔ～Ｋ１曲线，并作了浸蚀试验、腐蚀电化学试验和断口分析。结果表明：焊缝的ＫＩＳＣＣ为３０～３８ＭＰａｍ１／２，按Ａ００２，Ａ３０２和Ａ１３２顺序递增，只及母材的（６２～７９）％；其裂缝扩展速率ｄａ／ｄｔ达（５～７） ×１０－６ｍｍｓ－１，为母材的２．８～３．９倍。随焊后热处理温度升高，ｄａ／ｄｔ下降，ＫＩＳＣＣ升高。３０４母材的环境断裂受应变产生活性通道机理控制；而焊缝主要受预存活性通道机理制约，以沿晶断裂为主，所需ＫＩＳＣＣ较低，ｄａ／ｄｔ较大。在焊缝中，铁素体呈阳极而优先溶解，其数量越多，越易呈半连续或连续的网状，意味着预存活性通道越通畅，环境断裂敏感性越高。焊缝成分和焊后热处理的影响。

关键词：焊缝不锈钢环境断裂裂缝扩展速率

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