巖石類材料動(dòng)態(tài)斷裂韌性測(cè)試的有限元分析.pdf

1、由于在煤炭開采工程、鐵道交通工程以及土木建筑、礦山建筑等方面均涉及巖石的動(dòng)態(tài)斷裂力學(xué)性能，因此探索巖石動(dòng)態(tài)斷裂韌度測(cè)試的有效方法和手段變得十分迫切，這不僅有重要的理論意義，而且有很高的工程應(yīng)用價(jià)值。但是，因?yàn)閹r石材料含有大量的裂隙和微裂紋，使得巖石動(dòng)態(tài)問(wèn)題的研究愈加復(fù)雜，所以巖石動(dòng)態(tài)斷裂韌度在研究方法上一直沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同測(cè)試方法所得的結(jié)果相差很大。 本文依據(jù)巖石材料的力學(xué)性質(zhì)以及利用中心裂紋圓盤試件在脆性材料斷裂韌度測(cè)試方

2、面的優(yōu)越性，提出了在霍布金森壓桿（SHPB）上使用中心裂紋圓盤試件（CCCD）來(lái)測(cè)試巖石動(dòng)態(tài)斷裂韌度的試驗(yàn)方法。通過(guò)對(duì)該試驗(yàn)系統(tǒng)的純Ⅰ型加載情況下的三維動(dòng)力學(xué)有限元計(jì)算，分析試件裂尖處的動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化規(guī)律，論證了該試驗(yàn)方法的可行性。通過(guò)比較中心裂紋圓盤試件動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子的近場(chǎng)解和遠(yuǎn)場(chǎng)解，證明利用動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子的遠(yuǎn)場(chǎng)解來(lái)表征巖石的動(dòng)態(tài)斷裂韌度是有效的。同時(shí)通過(guò)定量的比較動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子的離散度，從中找出巖石試件的合理尺寸，包括