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基于VB-SCSC岩石试样的动态断裂韧度测试方法研究
第37 卷 第X 期 岩石力学与工程学报 Vol.37 No.X
2018 年X 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering XX ,2018
基于 VB-SCSC 岩石试样的动态断裂韧度
测试方法研究
汪小梦,朱哲明,施泽彬,康骥鸣
(能源工程安全与灾害力学教育部重点实验室四川大学建筑与环境学院 610065)
摘要:为了对扩展裂纹进行止裂,本文对SCSC 构型试件进行改进,提出了V 型边界侧开单裂纹半孔板(V-shape
boundary single cleavage semi circle specimen ,VB-SCSC)构型试件,该试件具有V 形的底部边界,在冲击载荷下
产生倾斜向上的压缩波,该压缩波的水平分量对扩展裂纹具有压缩作用,进而对扩展裂纹进行止裂。实验采用中
低速落锤冲击试验装置进行,利用裂纹扩展计(crack propagation gauge-CPG)测试裂纹的起裂及扩展时间,同时测
试裂纹的扩展速度。采用三种V 形底部的夹角,即 120°,150°及 180°(平的底部) ,进行实验研究,发现前两种
试件均具有止裂功能,并用有限差分软件AUTODYN 进行了模拟计算,其结果与实验结果基本一致。利用有限元
软件 ABAQUS 计算裂纹的动态应力强度因子,并通过普适函数进行修正,最后通过裂纹起裂时间及扩展时间确
定裂纹的动态断裂韧度。结果表明 120°VB-SCSC 构型试件具有较好的止裂功能,适合于裂纹动态扩展行为研究
及动态断裂韧度的测试;动态扩展韧度与裂纹的扩展速度成反比。
关键词:动态裂纹止裂;V 型边界新构型;数值模拟;止裂韧度
中图分类号:O 346.1 文献标识码:A 文章编号:1000 –6915(2018)XX –0000 –00
Study on the measuring method of rock dynamic fracture toughness by using
VB-SCSC specimen
WANG Xiaomeng ,ZHU Zheming ,SHI Zebing,KANG Jiming
(Key Laboratory of Energy Engineering Safety and Disaster Mechanics,School of Architecture and Environment ,Sichuan
University,Chengdu 610065,China)
Abstract :In order to arrest the extending cracks ,the SCSC configuration specimen has been improved ,and a new
VB-SCSC configuration specimen was proposed in this paper ,which has a V-shaped boundary. Under impacting
loads,the specimen and the transmitted plate will have an action which will induce compressive stress waves
propagating towards crack tips ,and the compressive stress waves have the confinement function on the
propagating cracks. The experiments were performed by using a low medium speed impact
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