基于最小塑性区半径准则的岩石裂纹起裂规律
2021-11-10胡承杰
煤炭学报 2021年10期
高 玮,崔 爽,肖 婷,陈 新,周 聪,胡承杰
(1.河海大学 土木与交通学院,江苏 南京 210098; 2.河海大学 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏 南京 210098)
岩石是一种典型的地质体,其中含有大量裂隙、节理及微裂纹。国内外大量工程实践和研究表明,岩石工程的失稳破坏大多与自身的裂纹起裂扩展有关,岩石的变形破坏过程实质是内部裂纹不断产生、演化和扩展的过程[1]。岩石中多裂纹的起裂及其贯通破坏机制研究是岩石断裂力学研究的重点课题之一,同时也对裂隙岩体工程稳定性、边坡滑坡预防及构造地震产生机制及预测预报等研究具有重要的理论和实际意义[2]。因此,研究岩石中多裂纹的起裂规律对岩体工程的稳定性具有重要的理论意义和工程价值。
目前,研究者对岩石中多裂纹的起裂规律已进行了大量研究,主要研究方法有理论计算、室内试验和数值模拟。
在理论计算方面,许多学者从能量、应力和应变等角度分别建立了不同的断裂准则。席婧仪[3]采用最大周向拉应力准则和应变能密度因子准则分别计算了受拉和受压多裂纹的起裂角。刘红岩[4]将T应力引入到传统断裂力学的最大周向拉应力准则,提出了考虑T应力的修正最大周向应力准则,研究了岩石压剪裂纹的起裂机理。刘洋等[5]用最大周向拉应力准则计算了单一裂纹在单轴压缩荷载作用下的应力强度因子及其扩展趋势,认为断裂角只与裂纹和载荷有关。李宏福等[6]以受单向压缩的中心斜裂纹为研究对象,基于修正的最大周向拉应力准则分析了裂纹间的摩擦因数、闭合度对主裂纹尖端应力强度因子及裂纹起裂角的影响。……
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