冲击载荷作用下准脆性材料II 型裂纹扩展研究 - 岩土力学.PDF

第32 卷第10 期 岩 土 力 学 Vol.32 No. 10 2011 年10 月 Rock and Soil Mechanics Oct. 2011 文章编号：1000－7598 (20 11) 10 －3155 －08 冲击载荷作用下准脆性材料II 型裂纹扩展研究 1 1, 2 3 4 1 袁 琳 ，徐 涛 ，赵高峰 ，杨岳峰 ，陈 庚 （1.大连大学 材料破坏力学数值试验研究中心，辽宁 大连 116622 ；2. 成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，成都 610059 ； 3.新南威尔士大学 土木环境工程学院，悉尼 澳大利亚 NSW 2052 ；4.大连理工大学 岩石破裂与失稳研究中心，辽宁 大连 116024 ） 摘 要：冲击载荷作用下准脆性材料的动态断裂一直是关注的热点问题，Ⅱ型裂纹试样受冲击剪切时其裂纹扩展方向同材料 力学性质和冲击速度等密切相关。应用岩石动态破裂过程动态分析系统软件，对单边平行双裂缝试样开展了冲击载荷作用下 的裂纹动态扩展数值模拟，分别研究了不同材料力学性质、材料均质度、入射应力脉冲幅值和历时对II 型裂纹动态扩展的影 响。数值模拟结果表明，纯II 型裂纹在动荷载作用下的扩展，不仅受到剪切损伤，而且还存在拉伸损伤；准脆性材料的非均 匀性导致了主裂缝周围产生大量微裂纹的破坏，影响裂缝的分岔和内部的应力值；应力幅值和应力脉冲历时分别超过某一定 值时，主裂缝将出现分叉现象，试样的破坏程度加剧，其研究结果对于深入揭示准脆性材料在动荷载作用下II 型裂纹扩展的 规律及准脆性材料的损伤断裂机制具有重要的参考价值。 关 键 词：II 型裂纹扩展；应力波；非均匀性；准脆性材料；冲击载荷 中图分类号：TU 452 文献标识码：A Study of mode II crack propagation of quasi-brittle material under impact loading 1 1, 2 3 4 1 YUAN Lin , XU Tao , ZHAO Gao-feng , YANG Yue-feng , CHEN Geng (1. Research Center for Numeri