巖石類材料損傷斷裂機(jī)理研究.pdf

1、該文運(yùn)用理論分析、試驗(yàn)分析及數(shù)值分析手段進(jìn)行研究,主要內(nèi)容如下:首先,對多裂紋問題進(jìn)行分析,提出了一種分析多裂紋特別是近距離放置裂紋相互作用的一種新的方法,并將該方法推廣到巖石類材料中的壓剪裂紋相互作用分析.Kachanov在分析多裂紋相互作用時(shí),只考慮裂紋面均布荷載的影響,因而該方法的精度依賴于裂紋間的距離的大小.為了提高Kachanov方法的計(jì)算精度,該文進(jìn)一步考慮線性分布面力的影響.第二,針對巖石類材料的復(fù)雜性和非均質(zhì)性提出兩種新

2、的模型:內(nèi)張型滑動裂紋模型和單翼滑動裂紋模型,并將這兩種模型和經(jīng)典滑動裂紋統(tǒng)一為鋸齒形裂紋模型.第三,對損傷力學(xué)研究中的一些模糊問題進(jìn)行思考,并對損傷力學(xué)的發(fā)展趨勢做了一個(gè)初步的預(yù)測,認(rèn)為基于細(xì)觀的唯象損傷理論將是損傷力學(xué)的未來發(fā)展方向.對損傷力學(xué)中經(jīng)典的損傷變量定義進(jìn)行探討,提出了一種基于"有效損傷體積"的損傷變量新定義.第四,采用含預(yù)制裂紋真實(shí)巖塊試件對壓剪應(yīng)力場中的裂紋擴(kuò)展及裂紋搭接進(jìn)行了初步的試驗(yàn)研究.最后,采用巖石破裂過程分析

3、軟件RFPA<'2D>對該文試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬分析.還進(jìn)行了有加工孔試件和無加工孔試件的對比有限元分析,模擬分析表明:數(shù)值計(jì)算較好地模擬了完整或含預(yù)制裂紋的巖石試樣的破壞過程.破壞基本沿裂紋尖端萌生和擴(kuò)展,所形成翼裂一般逐步趨向和荷載方向一致.數(shù)值分析還表明:加工小孔的存在,對試件破壞機(jī)理和過程沒有實(shí)質(zhì)性的影響,這就表明試驗(yàn)研究結(jié)果是可信的.第四,采用含預(yù)制裂紋真實(shí)巖塊試件對壓剪應(yīng)力場中的裂紋擴(kuò)展及裂紋搭接進(jìn)行了初步的試驗(yàn)研究.最后,采用