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1.
裂纹起裂角预测方法研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文提出一个新的屈服准则,该屈服准则适用于岩石类材料的小范围屈服,旨在预测弹塑性材料的破坏行为,基于该屈服准则,推导出了I型,II型以及I-II混合型裂纹尖端塑性区半径并对在单轴拉伸和纯剪切等荷载作用下的裂纹尖端塑性区进行了分析。结果显示,荷载加载方式、裂纹倾斜角和材料内摩擦角对塑性区的形状与大小有显著影响。根据对裂纹尖端塑性区的分析,基于如下假设:裂纹沿塑性区最短路径扩展,本文在提出的屈服准则的基础上导出了新的断裂准则,该准则可预测裂纹开裂初始角。相较于其他断裂准则,文献实验结果与本文提出的准则吻合地更好,能更加精确的预测裂纹的起裂角。  相似文献
2.
脆性材料在压缩载荷作用下的断裂破坏准则   总被引:1,自引:0,他引:1  
目前多裂隙材料在压缩载荷作用下的力学行为问题已成为当前断裂力学及岩石力学等学科的重要课题.选取位于同一直线上的多裂隙体,考虑裂隙(纹)表面间的摩擦力并应用复变应力函数,推出了裂纹应力强度因子的解析表达式.当只有两个裂纹或一个裂纹存在时,给出了准确的应力强度因子解析解.最后依据共线双裂纹模型和单裂纹模型及传统的裂纹断裂准则,建立了脆性材料在压缩载荷作用下的断裂破毁准则.在一些特殊情况下, 这个准则可以简化,并且其简化后的准则具有应用价值,特别是当材料不含有宏观裂纹时,这个准则就和著名的库伦 - 摩尔准则相一致.  相似文献
3.
不同积分路径对动态有限差分法计算精度的影响效应研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
动态有限差分法作为解决冲击动力学问题的有效方法而被广泛应用。但目前还鲜有学者给出该方法实现细节中的积分路径的形状和网格单元类型对计算结果影响效应的系统研究。针对这一问题,本文基于拉格朗日动态有限差分法求解框架,使用JAVA语言编写计算程序,模拟了应力波在长柱模型中的传播,利用理论解,对比了多种积分路径下模拟结果。然后模拟了应力波在无限大介质中的传播,从能量误差的角度,指出了四边形网格的沙漏效应缺陷。最后得出结论:对于常应力单元,由积分路径围成的控制体集合必须完全覆盖计算区域,才能得到正确的解。并且三角形网格能够避免四边形网格因为沙漏变形效应引起的能量误差而产生的计算错误。  相似文献
4.
砂岩储层裂缝在水力压裂作用下扩展准则及其应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
为研究不同储层裂缝方向以及井网布置下的油田合理注水压力,基于多孔介质力学以及断裂力学理论建立了含共线裂缝岩体储层裂缝的扩展模型,以及注水压力的计算模型。文章结合头台油田扶余储层参数探讨了储层裂缝方位,注采井方位以及裂缝距注水井距离对注水压力的影响规律。研究结果表明:在给定的注采井方位下,当裂缝与最大主应力方向平行时,注水压力最小,随着裂缝与最大主应力夹角的增大,注水压力也逐渐增大,当裂缝与最小主应力方向平行时压力最大;注水压力随注采井方位以及裂缝距注水井距离增大而增大。为避免油井出现暴性水淹以及提高油田采收率,针对扶余储层给出了一个合理的注水压力范围值。本文研究结果与实际工程测井数据较吻合,因此对同类油田开发具有指导意义。  相似文献
5.
爆炸荷载作用下缺陷岩体破坏特征的数值模拟研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
为了研究爆炸荷载下含缺陷岩体的破坏规律,根据已有的实验结果建立了在爆炸荷载下含缺陷岩体的漏斗爆破模型,所考虑的缺陷包括孔洞、孔隙和微小的张开型节理.缺陷是随机分布的,且对于缺陷内部考虑了两种情况,一种是含水的,另一种是空的.依据已有花岗岩的实验结果,通过拟合得到了其冲击状态方程,并将其应用于炸药附近的花岗岩,而对于远离炸药的花岗岩,采用了线性状态方程.根据实验结果,将花岗岩的动态强度设计成随应变率变化的变量.模拟结果表明,在爆破荷载下,湿润的岩体比其相应干燥岩体的动态强度低;在应力波作用下缺陷密度越大,其岩体的破坏范围越小;最后,讨论了巷道附近的爆破过程对巷道稳定性的影响.  相似文献
6.
为了研究节理对岩石爆破的影响规律,建立了含节理的圆形PMMA板的2维爆破模型,炸药PETN和护套铜壳置于圆板中心,节理与炮孔的方位是变量。对于PMMA、铜壳、PETN分别采用线性、冲击波和JWL状态方程。模拟结果表明在爆炸荷载作用下,节理与炮孔距离对爆生裂纹的分布有很大影响,距离小时,节理靠近炮孔一侧形成拉伸破坏区,随着距离的增加,拉伸破坏区范围快速减小,节理对爆生裂纹分布的影响减小;倾斜节理总能扩展成一条主裂纹,随着角度的增加,节理靠近炮孔一侧的拉伸破坏区范围先增加,后减少,主裂纹随着拉伸破坏区减少而变长。  相似文献
7.
通过压缩实验,对作者以前提出的共线裂纹岩石在压缩荷载下的破坏准则进行了实验研究。以砂岩为研究材料,实验探讨了在压缩载荷下,共线裂纹体的破坏情况。实验主要研究了裂纹间距、裂纹倾角、侧压力对试件压缩强度的影响,并实验研究了裂纹表面摩擦力对试件抗压强度的影响。结果表明,裂纹间距、裂纹的倾角、裂纹表面的摩擦力及其所承受的侧压力对试件的抗压强度都有很大的影响。实验结果与作者提出的共线裂纹在压缩载荷下的扩展准则的计算结果基本吻合,表明该准则是确实可行的。  相似文献
8.
9.
为研究酸雨腐蚀环境下混凝土断裂性能的劣化情况而进行混凝土的实验室加速腐蚀实验,并通过三点弯曲试验及电测法获得了不同腐蚀程度混凝土的起裂荷载、最大荷载以及试件的弹性模量和断裂韧度的劣化情况,同时借助电镜扫描获取腐蚀混凝土裂尖的劣化样貌。在模拟酸雨环境下,混凝土裂纹尖端的腐蚀深度随着侵蚀时间的持续而逐渐增长,裂纹尖端混凝土将发生结构性的损伤,混凝土材料松弛并产生微裂隙,这将直接影响混凝土裂尖的抗裂能力。与水中浸泡试件相比,腐蚀试件的抗裂能力发生显著的退化;在不同pH值的模拟酸雨环境中,试件的起裂荷载与最大荷载都随着腐蚀时间的增加而呈现先增长而后降低的趋势;随着腐蚀程度的增加,起裂荷载则会加速劣化。混凝土断裂韧度随腐蚀时间先增大后减小;溶液pH值越低,断裂韧度的增长周期越短,最终的损失也越大。H+和SO42-使裂尖混凝土发生复杂的物理化学变化,直接弱化混凝土的抗裂能力。混凝土断裂韧度劣化率随裂尖腐蚀深度呈现出抛物线式的发展态势。  相似文献
10.
侧开单裂纹半孔板(single cleavage semi circle compression —SCSCC)试样是一种改进后的矩形板试样,本文采用分离式霍普金森压杆(SHPB)实验装置进行了冲击实验,完成了SCSCC试样纯I型及I-II复合型裂纹动态断裂实验,并针对实验进行了数值分析,研究了其扩展路径及扩展过程中的止裂问题。结果表明:1)SCSCC试件在实验过程中,纯I型裂纹扩展过程中尖端沿着原方向朝试件右侧移动,I-II复合型裂纹扩展过程中朝着试件中轴线方向(最大应力区)移动,且可以观察到止裂现象;应变片法是一种监测断裂时刻的有效方法。2)使用修正的最大主应力准则及引入能量释放率的拉伸断裂软化损伤(crack softening -CS)破坏准则可以有效解决岩石类材料的动态破坏问题,且可以描述材料全应力-应变破坏过程;3)I-II复合型裂纹SCSCC试件构型在研究岩石裂纹止裂领域具有较大优势。且SCSCC构型是一种大尺寸试样,可以减小岩石非均匀性带来的影响。  相似文献
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