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论文类型：期刊论文

发表时间：2016-06-10

发表刊物：岩土力学

收录刊物：EI、PKU、ISTIC、CSCD

卷号：37

期号：6

页面范围：1521-1529,1549

ISSN号：1000-7598

关键字：T应力;裂尖奇异应力;裂纹扩展;断裂判据

摘要：经典断裂判据在分析岩石起裂角度及强度时,往往只选择裂尖应力场展开式中的r1/2奇异应力项,而将高阶的O(r1/2)项以及非奇异应力项(T应力)忽略,造成理论预测并不能完全吻合实际的试验结果.在充分考虑非奇异应力项对裂纹扩展影响作用的基础上,利用最大周向应力判据重新研究了岩石类材料脆性破坏的Ⅰ、Ⅱ及Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹扩展.研究结果表明:(1)纯Ⅰ型裂纹状态下,T应力为负时(压缩),裂纹的扩展是稳定的;而当T应力为正时(拉伸),只有当T√2πr＜ 3KI/8,裂纹才沿着裂纹方向扩展(经典断裂判据所预测的方向),而其他情况下裂纹的扩展将发生偏转;(2)纯Ⅱ型裂纹时,不仅沿着裂纹方向的T应力影响起裂角度及强度,垂直裂纹面上的N应力也同样具有重要的影响作用;(3)对Ⅰ-Ⅱ型裂纹而言,修正后的最大周向应力准则与试验结果吻合良好,且正的T应力增大开裂角,而负的T应力降低开裂角.通过控制T应力的大小,可以对裂纹扩展方向加以控制,从而使得裂纹扩展偏离最危险的方向,最大地限度阻止或延缓结构整体断裂的发生.