压缩荷载作用下岩石类材料裂缝扩展预测理论的改进及验证
李修磊1
刁航2
陈臣2
黄锋2
凌天清2
曾彬1
1.重庆交通大学 河海学院,重庆 4000742.重庆交通大学 土木工程学院,重庆 400074
摘要：目的 为提高岩石类材料裂缝扩展预测的准确性,弥补传统最大周向应力准则(MTS准则)未考虑裂缝尖端应力场非奇异应力项(T应力)和裂缝几何特性的缺陷,方法 基于传统MTS准则,考虑T应力和裂缝几何特性对裂缝尖端应力场的影响,建立一种新的岩石非闭合裂缝断裂准则.采用中心含有非闭合裂缝的岩石试件进行单轴压缩试验,将准则预测值同试验测得起裂角θ比较,分析引入裂缝几何特性和T应力后对裂缝起裂情况以及裂缝尖端应力场的影响,检验本文准则的合理性.结果 研究表明:仅引入裂缝几何特性,裂缝宽长比(b/a)增加,会促使应力强度因子KI增加,导致裂缝尖端受拉伸作用形成张拉裂缝,使得复合型断裂中的Ⅰ型开裂增多;同时引入裂缝几何特性和T应力时,裂缝宽长比(b/a)增加会引起裂角θ减小和最大周向应力(σθ)max增加;且引入T应力后,起裂角θ和起裂荷载更加接近实际值,此时T应力起抑制裂缝起裂作用,且起裂角θ伴随裂缝倾角β增大逐渐由正倾开裂过渡为反倾开裂.结论 采用引入T应力和裂缝几何特性的裂缝断裂准则能更精确预测裂缝倾角β为0°～60°时的起裂角θ.
关键词：断裂准则非闭合裂缝T应力裂缝几何特性起裂角
分类号：TU452(土力学、地基基础工程)
资助基金：国家自然科学基金(52078090)国家自然科学基金(42202322)全职博士后留渝资助项目(Z32200078)中国博士后科学基金资助项目(2018M633627XB)
论文发表日期：2024-10-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 163-172 )
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