冲击荷载作用下的Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹扩展规律研究

摘要：

为了研究纯Ⅰ和Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹在冲击荷载作用下的动态断裂行为,基于提出的单裂纹半孔板(SCSC)构型和大直径分离式霍普金森压杆设备,使用2种石材进行岩石的纯Ⅰ和Ⅰ/Ⅱ复合型的动态断裂实验;同时,实验中使用新装置(裂纹扩展计和高速摄影系统)来监测裂纹的扩展速度.为了检验实验结论,基于Drucker-Prager强度模型和累积损伤失效准则,建立针对纯Ⅰ和Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹的数值模型,并使用AUTODYN软件来模拟裂纹的扩展行为.总体上,由数值模拟得到的裂纹扩展路径和实验结果十分吻合.研究结果表明,在裂纹扩展的过程中,其扩展速度是一个变化量,甚至有可能停滞,也就是说可能出现止裂现象;同时,CPG和高速摄影系统都可以很好的反映出此现象,并且高速摄影系统更加直观,说明在动态断裂研究中是适用的,同时给出纯Ⅰ型动态断裂实验裂纹扩展速度特征,供工程参考.

关键词：岩石力学、动态裂纹扩展、分离式霍普金森压杆实验、数值模拟、单裂纹半孔板试件

所属期刊栏目：35

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51074109;四川省科技计划项目2014JY0002;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室资助项目PLN1202;Supported by the by the National Natural Science Foundation of ChinaGrant No.51074109,Science and Technology of Sichuan ProvinceGrant No.2014JY0002 and the Open Fund of State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and ExploitationGrant No.PLN1202.

在线出版日期：2016-08-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1323-1332