摘要：巖石內(nèi)裂紋擴(kuò)展問題是巖土工程學(xué)科的重要問題之一?；?D-ILC技術(shù),選用理想脆性材料,在對試樣表面無影響的前提下,生成任意參數(shù)的真實內(nèi)裂紋,進(jìn)行含內(nèi)裂紋試樣三點彎試驗,并與完整試樣進(jìn)行對比。開展試樣破壞過程、特征荷載、破壞形態(tài)、斷口特征、動態(tài)分叉、應(yīng)力云紋分析,通過數(shù)值模擬得到裂紋尖端K分布規(guī)律及擴(kuò)展路徑,與試驗對比。結(jié)果表明:(1)內(nèi)裂紋的存在極大的降低試樣的起裂與破壞荷載;(2)應(yīng)力雙折射技術(shù)可與3D-ILC聯(lián)合應(yīng)用進(jìn)行內(nèi)裂紋應(yīng)力信息監(jiān)測,內(nèi)裂紋尖端呈現(xiàn)"花瓣"狀應(yīng)力云紋;(3)三點彎下空白試樣發(fā)生動態(tài)斷裂,斷口呈現(xiàn)霧化、羽毛區(qū)特征,由動態(tài)裂紋分叉引起。含裂紋試樣,從內(nèi)裂紋下尖端到上尖端逐漸起裂,呈現(xiàn)水滴狀,為純I型破壞,斷口呈現(xiàn)交匯Wallner線特征;(4)基于M積分的裂紋尖端K分布與試驗起裂規(guī)律一致;基于MTS的內(nèi)裂紋擴(kuò)展路徑模擬與試驗一致。3D-ILC相對于目前透明類巖石研究中主流方法,在脆性度、裂紋真實性、應(yīng)力場可視化、斷口特征等方面具備一定進(jìn)步性,試驗與數(shù)值模擬成果將為巖石等脆性材料的三維斷裂、內(nèi)裂紋擴(kuò)展等問題的研究,提供試驗和理論參考。
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