邵 伟, 陈有亮, 周有成, 罗仁安

(1.上海理工大学土木工程系,上海 200093;2.上海大学理学院,上海 200444)

单轴压缩条件下含闭合双裂纹体岩石类材料的破坏机理

邵 伟1, 陈有亮1, 周有成1, 罗仁安2

(1.上海理工大学土木工程系,上海 200093;2.上海大学理学院,上海 200444)

在微型控制电液伺服单轴加载试验系统上,对含倾斜平行双裂纹的岩石类试件进行单轴加载试验研究,推导单轴压缩条件下试件应力强度因子 (stress intensity factor,SIF)的解析表达式.分析裂纹表面摩擦系数对试件应力强度因子的影响,应用有限元法 (finite elementmethod,FEM)对同一问题进行数值分析,并与解析解进行比较.结果表明,随着裂纹表面摩擦系数的增大,应力强度因子减小,且采用有限元法求解应力强度因子是可行的,能准确预测含裂纹构件的安全性.此外,还对试件宏观裂纹的扩展机理进行了分析.

单轴压缩;闭合裂纹;应力强度因子;摩擦系数

本研究依据裂纹表面的载荷应力条件,考虑了裂纹表面摩擦系数对试件Ⅱ型裂纹应力强度因子的影响,推导出了单轴压缩条件下试件Ⅱ型裂纹应力强度因子的解析表达式,并利用有限元法 (finite elementmethod,FEM)对同一问题进行分析,得出了一些有意义的结论.

1 试件的制作及试验装置

1.1 试件制作

本试验采用标号 450的白水泥和水以体积比2∶1进行配比[8],浇注用的模具采用具有较好平行度和垂直度的特制钢模具,试块尺寸为 150 mm×150 mm×30 mm,锯片宽度 2a=30 mm,裂纹用厚0.7 mm的锯片插制而成.试件外形尺寸及裂纹布置如图 1所示,其中 h为纵向间距,b为……