中低速冲击载荷作用下SCT岩石试样Ⅰ型裂纹的动态扩展行为

• 作者: 周磊 应鹏 朱哲明 王蒙 董玉清
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 侧开单裂纹三角形试件 动态起裂韧度 动态扩展韧度 落锤冲击 数值模拟
• 年，卷（期）: 2018,（11）
• 所属期刊栏目: 地质工程?土木工程
• 页码范围: 2821-2830
• 页数: 10页
• 分类号: TU45
• 字数: 3878字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2018.11.024

摘要

为研究侧开单裂纹三角形(SCT)岩石试样的动态扩展行为和断裂韧度,采用落锤冲击实验系统进行动态加载,通过裂纹扩展计(CPG)得到裂纹的断裂时间和扩展速度;用有限差分软件AUTODYN进行数值模拟,验证实验结果的可靠性;将实验测量的载荷条件代入有限元软件ABAQUS建立的数值模型中,得到动态应力强度因子时程曲线,通过普适函数修正后,利用断裂时间得到动态断裂韧度.研究结果表明:SCT试件构型能够较好地应用于岩石动态扩展行为的研究;砂岩的扩展韧度与裂纹扩展速度呈负相关;数值模拟得到的裂纹扩展路径与实验结果基本一致,裂纹扩展速度不为常数;岩石裂纹动态扩展过程中可能存在止裂现象,止裂韧度大于扩展韧度,但与起裂韧度相差不大.