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摘要:
层状岩石的表面裂纹发端于表面自由边界,而后向着层与层之间的交界面扩展,最后止于交界面或沿着交界面继续扩展.为更深入地理解这一表面裂纹扩展现象的机制,采用数值模拟方法,再现微裂纹从萌生、扩展、贯通、成核、填充到饱和的全过程,以及层间剥离现象.首先以表面预制裂纹的模型为例,对其进行单轴拉伸加载,发现不同预制裂纹间距的情况下两裂纹间的应力分布不同,这将直接影响到新裂纹的产生模式,即裂纹是插入到表层(与已有裂纹平行),还是不再有新裂纹插入(裂纹饱和),而是产生层间剥离,或已有裂纹向下扩展,导致模型破坏.其次,对比分析模型均质和非均质情况下不同裂纹间距时的应力分布,结果表明非均质材料情况下产生相同间距的裂纹所需的荷载较均质材料情况下更小,裂纹饱和对应的裂纹间距与层厚比值的临界值基本一致.最后,提取等间距裂纹形成过程中若干具有代表性的截面应力,通过分析其应力转化机制,解释裂纹饱和现象的力学机制.数值计算得到的应变与裂纹间距之间的关系拟合结果良好.研究结果还表明:产生层间开裂的裂纹间距比没有层间开裂的裂纹间距大.通过对层间的应力传递过程随着裂纹间距变化规律的探讨,研究此过程的应力传递模式.
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关键词云
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文献信息
篇名 单轴拉伸作用下层状岩石表面裂纹的形成模式及其机制研究
来源期刊 岩石力学与工程学报 学科 工学
关键词 岩石力学 表面裂纹 材料非均质 裂纹扩展过程 数值模拟 层状材料
年,卷(期) 2013,(3) 所属期刊栏目
研究方向 页码范围 474-482
页数 分类号 TU45
字数 6409字 语种 中文
DOI
五维指标
作者信息
序号 姓名 单位 发文数 被引次数 H指数 G指数
1 唐春安 大连理工大学岩石破裂与失稳研究中心 154 2929 30.0 48.0
2 唐世斌 大连理工大学岩石破裂与失稳研究中心 38 489 13.0 21.0
3 于群 大连理工大学岩石破裂与失稳研究中心 10 105 5.0 10.0
4 包春燕 大连理工大学岩石破裂与失稳研究中心 3 21 2.0 3.0
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岩石力学
表面裂纹
材料非均质
裂纹扩展过程
数值模拟
层状材料
研究起点
研究来源
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期刊影响力
岩石力学与工程学报
月刊
1000-6915
42-1397/O3
大16开
武汉市武昌小洪山岩土力学研究所
38-315
1982
chi
出版文献量(篇)
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