岩石亚临界裂纹扩展应力强度因子Williams级数计算及-中南大学学报.PDFVIP

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2017-12-20 发布于天津
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岩石亚临界裂纹扩展应力强度因子Williams级数计算及-中南大学学报.PDF

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第 45 卷第 11 期中南大学学报(自然科学版) Vol.45 No.11 2014 年 11 月 Journal of Central South University (Science and Technology) Nov. 2014 岩石亚临界裂纹扩展应力强度因子 Williams 级数计算及数值模拟郝瑞卿，李江腾，曹平，廖峻，刘博 (中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙，410083) 摘要：引入 Williams级数，提出一种计算双扭试验中应力强度因子的新方法，并运用 ANSYS数值模拟软件，对双扭试验进行数值模拟。通过理论分析和数值模拟 2种方法，分别计算大理岩和花岗岩在亚临界裂纹扩展中的应力强度因子 ¢ 和 ¢¢ 。同时，将理论分析和数值模拟所得的应力强度因子 ¢ 和 ¢¢ 与试验所得的应力强度因子 K K K K K I I I I I 进行比较。研究结果表明：理论分析、数值模拟与试验这 3种方法所得的应力强度因子均随裂纹的扩展而减小，与断裂力学理论相符；对于同一种岩石试样，理论分析所得的 ¢ 与试验所得的的拟合曲线相比斜率偏小，但 K K I I 偏差较小；模拟所得的 ¢¢ 与试验所得的的拟合曲线斜率基本一致，说明理论分析、数值模拟与试验过程中应 K K I I 力强度因子减小规律相同，能反映试验的基本过程，可见理论分析与数值模拟结果可靠，能为岩土工程稳定与时间的相关性研究提供依据。关键词：应力强度因子；双扭试验；Williams级数；亚临界裂纹扩展；数值模拟中图分类号：TU318 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2014)11−3949−08 Williamsseries calculation and numerical simulation for stress intensity factor of rock subcritical crack growth HAO Ruiqing, LI Jiangteng,CAO Ping, LIAO Jun, LIU Bo (School of Resources and Safety