巖石類材料損傷斷裂機理研究.pdf

1、該文運用理論分析、試驗分析及數(shù)值分析手段進行研究,主要內(nèi)容如下:首先,對多裂紋問題進行分析,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,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方法的計算精度,該文進一步考慮線性分布面力的影響.第二,針對巖石類材料的復雜性和非均質(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,對損傷力學研究中的一些模糊問題進行思考,并對損傷力學的發(fā)展趨勢做了一個初步的預測,認為基于細觀的唯象損傷理論將是損傷力學的未來發(fā)展方向.對損傷力學中經(jīng)典的損傷變量定義進行探討,提出了一種基于"有效損傷體積"的損傷變量新定義.第四,采用含預制裂紋真實巖塊試件對壓剪應力場中的裂紋擴展及裂紋搭接進行了初步的試驗研究.最后,采用巖石破裂過程分析

3、軟件RFPA<'2D>對該文試驗進行數(shù)值模擬分析.還進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)值計算較好地模擬了完整或含預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,對試件破壞機理和過程沒有實質(zhì)性的影響,這就表明試驗研究結果是可信的.第四,采用含預制裂紋真實巖塊試件對壓剪應力場中的裂紋擴展及裂紋搭接進行了初步的試驗研究.最后,采用