T应力对闭合裂纹断裂行为的理论和实验研究

• 作者: 周昌林 朱哲明 范勇 赵彦琳 邱豪
• 来源期刊: 岩石力学与工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 岩石力学 闭合裂纹 T应力 应力强度因子 起裂角
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 页码范围: 1340-1349
• 页数: 10页
• 分类号: TU45
• 语种: 中文
• DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2017.1563

摘要

研究受压情况下T应力对闭合裂纹断裂行为的影响.首先,根据裂纹表面的应力边界条件和Muskhelishvili基本理论得到裂纹尖端附近应力的理论解;其次,采用中心闭合裂纹砂岩试件进行单轴压缩试验,并将砂岩试件和PMMA试件起裂角的实验结果与理论值进行对比,验证该理论解的有效性.结果表明压缩荷载作用下,闭合裂纹尖端的应力应同时包含应力强度因子K的奇异项和3个T应力分量(Tx,Ty和Txy)的非奇异项;且引入3个T应力分量(Tx,Ty和Txy)的理论预测值能更好的吻合砂岩和PMMA试件的实验结果.通过理论分析可得:(1)忽略T应力将增大裂纹尖端的周向应力并减小起裂角;(2)考虑T应力影响时,包含3个T应力分量(Tx,Ty和Txy)的起裂角预测值介于只考虑Tx与考虑Tx和Ty两种情况下的理论值之间.因此闭合裂纹尖端存在3个T应力分量(Tx,Ty和Txy),且这3个分量对闭合裂纹断裂行为有显著影响.