冲击荷载下层理对页岩内裂纹扩展行为影响规律的研究

• 作者: 万端莹 朱哲明 王兴渝 王蒙 王飞 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 断裂韧度 页岩 SHPB实验 层理 加载速率 数值模拟
• 年，卷（期）: 2019,（8）
• 页码范围: 1542-1556
• 页数: 15页
• 分类号: TU45
• 语种: 中文
• DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2019.0111

摘要

为了研究冲击荷载作用下页岩的断裂特性及层理对裂纹扩展行为的影响规律,基于实验-数值法,采用大直径分离式霍普金森压杆(SHPB)加载系统分别对0°,30°,45 °,60°及90°层理倾角的页岩侧开单裂纹三角孔板构型试件(single cleavage triangle,SCT)进行动态冲击实验,并借助AUTODYN有限差分软件采用复合层状岩石模型对裂纹扩展过程进行数值模拟.实验结果表明,层理对裂纹扩展方向及试件破坏形态影响显著.裂纹的扩展速度与加载速率整体上呈正相关关系,加载速率较低的情况下裂纹停滞现象容易发生.沿层理面开裂是页岩等层状类岩石主要的破坏形式,但是次生裂纹的起点并不完全随机,实验发现裂纹扩展速度减缓处是次生裂纹起萌的高发区域.