巖石類材料動態(tài)斷裂韌性測試的有限元分析.pdf

1、由于在煤炭開采工程、鐵道交通工程以及土木建筑、礦山建筑等方面均涉及巖石的動態(tài)斷裂力學性能，因此探索巖石動態(tài)斷裂韌度測試的有效方法和手段變得十分迫切，這不僅有重要的理論意義，而且有很高的工程應用價值。但是，因為巖石材料含有大量的裂隙和微裂紋，使得巖石動態(tài)問題的研究愈加復雜，所以巖石動態(tài)斷裂韌度在研究方法上一直沒有統(tǒng)一的標準，不同測試方法所得的結(jié)果相差很大。 本文依據(jù)巖石材料的力學性質(zhì)以及利用中心裂紋圓盤試件在脆性材料斷裂韌度測試方

2、面的優(yōu)越性，提出了在霍布金森壓桿（SHPB）上使用中心裂紋圓盤試件（CCCD）來測試巖石動態(tài)斷裂韌度的試驗方法。通過對該試驗系統(tǒng)的純Ⅰ型加載情況下的三維動力學有限元計算，分析試件裂尖處的動態(tài)應力強度因子的變化規(guī)律，論證了該試驗方法的可行性。通過比較中心裂紋圓盤試件動態(tài)應力強度因子的近場解和遠場解，證明利用動態(tài)應力強度因子的遠場解來表征巖石的動態(tài)斷裂韌度是有效的。同時通過定量的比較動態(tài)應力強度因子的離散度，從中找出巖石試件的合理尺寸，包括