岩石裂纹亚临界扩展实验与压剪流变断裂模型

• 作者: 万文 彭青阳 曹平 王卫军 赵延林
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 岩石力学 岩石裂纹 亚临界扩展 流变断裂
• 年，卷（期）: 2014,（1）
• 所属期刊栏目: 地质工程·土木工程
• 页码范围: 276-286
• 页数: 11页
• 分类号: TU452
• 语种: 中文

摘要

采用双扭试件的常位移松弛法对金川三矿区的大理岩、二辉橄榄岩和混合岩进行双扭试验,获得其裂纹扩展速率v与应力强度因子K1的关系及岩石断裂韧度,确定岩石亚临界门槛值K0.结合岩石压剪断裂理论和岩石亚临界裂纹扩展试验,建立压剪岩石裂纹翼形流变断裂扩展理论模型,提出翼形裂纹最终扩展长度由瞬时扩展长度和流变扩展长度组成.采用ANSYS断裂力学模块实现翼形裂纹尖端关键点随翼形裂纹扩展的自动生成,建立翼形裂纹流变扩展的数值分析模型.研究结果表明:采用常位移松弛法所测岩石的lg K1-lg v关系有很好的线性规律,3种岩石的K0/KIC在0.6～0.9之间;通过对算例进行理论分析和数值模拟,发现翼形裂纹流变断裂理论模型与数值分析结果很吻合.提出的岩石裂纹流变断裂理论为研究岩石裂纹流变扩展细观机理及岩体工程流变破坏的宏观机制提供了一个新的研究手段.