【摘要】：對國際巖石力學學會(ISRM)建議的I型斷裂韌度測試人字形切槽巴西圓盤(CCNBD)試樣進行細觀損傷力學模擬,考慮不同切槽寬度、試樣幾何、力學參數(shù)與材料非均質性等,直觀獲悉其漸進斷裂過程。通過模擬的應力和聲發(fā)射分布,對CCNBD量綱一的應力強度因子標定基于的穿透直裂紋等假設進行嚴格評估。結果表明:無論巖石材料是否均質,人字形韌帶中的裂紋前緣均為曲線形,并不符合傳統(tǒng)方法基于的穿透直裂紋假設,而且人字形韌帶越狹長的試樣,裂紋前緣彎曲越嚴重;利用模擬得到的臨界裂紋保守地標定臨界量綱一的應力強度因子,發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)方法所得結果比真實值偏小5%~10%;CCNBD易從人字形韌帶尖端厚度邊緣起裂,為了使真實斷裂路徑更符合測試原理,建議制作和選取較小切縫寬度的試樣。數(shù)值模擬結果表明,應該重視測試試樣的真實漸進斷裂機制,量綱一的應力強度因子標定宜考慮更真實的斷裂特征,以獲取準確的斷裂韌度值。
[Abstract]:The model I fracture toughness of the (CCNBD) specimen with herringbone notched Brazilian disk suggested by the International Society of Rock Mechanics (ISRM) was simulated in the light of different groove width, specimen geometry, mechanical parameters and material heterogeneity, etc. It is intuitively informed of its progressive fracture process. Based on the simulated stress and acoustic emission distribution, the stress intensity factor calibration of CCNBD dimensionality I is strictly evaluated. The results show that, no matter whether the rock material is homogeneous or not, the front edge of the herringbone ligament is curved, which does not accord with the hypothesis of straight crack penetration based on the traditional method. Moreover, the longer the herringbone ligament is, the more serious the bending of the front edge of the crack is. Using the simulated critical crack to calibrate the stress intensity factor of critical dimension one conservatively, it is found that the results obtained by the traditional method are 5% less than the true value, and CCNBD is easy to crack from the edge of the tip thickness of the herringbone ligament. In order to make the true fracture path more in line with the testing principle, it is suggested to make and select the specimen with small width of cut joint. The numerical simulation results show that the true progressive fracture mechanism should be paid more attention to and the more true fracture characteristics should be taken into account in the calibration of the stress intensity factor of dimension one in order to obtain the accurate fracture toughness value.
【作者單位】： 四川大學水利水電學院;四川大學水力學與山區(qū)河流開發(fā)保護國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51374149) 教育部新世紀優(yōu)秀人才項目(NCET 13 0382) 四川省杰出青年基金項目(2014JQ0004)
【分類號】：TU45

【參考文獻】

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本文編號：2260726