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文檔簡介
1、實驗觀察發(fā)現(xiàn),在刀具侵入巖體的過程中,巖體在刀具下形成的壓實區(qū)周圍分布著各種裂紋形核,如赫茲裂紋、中間裂紋和徑向裂紋以及橫向裂紋。其中由卸載引起的橫向裂紋會向表面擴展或和其它裂紋貫通形成巖石碎塊,實現(xiàn)破巖。因此橫向裂紋對巖體破碎過程起關鍵作用?；谶@一點,本文研究了壓痕作用下平行于表面的圓幣型裂紋問題?？紤]在半無限大空間表面作用球形壓頭,采用空腔膨脹模型描述壓痕引起的非彈性變形區(qū),得到非彈性變形區(qū)外應力場。假設卸載過程中材料發(fā)生彈性變形
2、,則可以描述為赫茲彈性接觸問題的反過程。從而可以得到加載和卸載應力場。相應地,圓幣型橫向裂紋問題可化為求解一組柯西型奇異積分方程,通過數(shù)值計算得到裂紋尖端的應力強度因子和能量釋放率。對于巖石材料的非彈性變形,本文采用Mohr-Coulomb屈服準則描述,考查了巖石膨脹角以及卸載水平對應力強度因子及能量釋放率的影響。得到壓痕載荷與橫向裂紋長度的關系。根據(jù)比能在刀具破巖過程中的變化趨勢,得到了比能最小值對應的臨界橫向裂紋長度,估計了破巖的優(yōu)
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