【摘 要】
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岩石断裂韧性是岩石抵抗裂纹扩展能力的表征,而无量纲应力强度因子(DSIF)是计算断裂韧性的关键参数,目前众多国内外学者采用Atkinson 给出的中心裂纹圆盘试件的近似公式获取CSTBD 试件的DSIF 值.论文对Atkinson 给出的DSIF 近似公式及中心裂纹圆盘试件的级数解精度进行了研究,并给出了宽范围内加载角或相对裂纹长度时,产生纯Ⅱ型裂纹的加载条件.研究结果表明：Atkinson 的近
【机 构】
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“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室.西南石油大学,四川成都 610500
【出 处】
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第十四届全国青年岩石力学与工程学术大会
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岩石断裂韧性是岩石抵抗裂纹扩展能力的表征,而无量纲应力强度因子(DSIF)是计算断裂韧性的关键参数,目前众多国内外学者采用Atkinson 给出的中心裂纹圆盘试件的近似公式获取CSTBD 试件的DSIF 值.论文对Atkinson 给出的DSIF 近似公式及中心裂纹圆盘试件的级数解精度进行了研究,并给出了宽范围内加载角或相对裂纹长度时,产生纯Ⅱ型裂纹的加载条件.研究结果表明：Atkinson 的近似公式计算Ⅰ型裂纹的DSIF 具有较高的精度,但仅在α≤0.3 的范围内成立,且获取的Ⅱ型裂纹DSIF 存在很大误差,而利用级数解必须保证足够大的n 值才能得到DSIF 的精确值,因此文中给出了保证级数解求解精度的n 的推荐值.本文还采用有限元方法标定了不同预制裂缝长度及宽度情况下,CSTBD 试件纯Ⅰ型裂纹的无量纲应力强度因子YI.在同一预制裂缝长度条件下,裂缝宽度越大,无量纲应力强度因子波动范围越大；在预制裂缝顶端很小的范围内,无量纲应力强度因子随裂纹长度的增大呈先增大后减小再增大的变化规律,根据该特点可以利用局部最小载荷和局部最大无量纲应力强度因子确定CSTBD 试件的断裂韧性；DSIF 局部最大值与裂缝宽度成线性关系.预制裂缝宽度会使CSTBD 试件DSIF 随相对裂纹长度的增大出现复杂的变化规律,在利用CSTBD 试件测试岩石断裂韧性时,应测试预制裂缝宽度并采用数值模拟方法获取试件的DSIF 局部最大值来计算断裂韧性,该方法得到的测试结果更为合理和可靠.
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