平台圆环试件断裂韧性测试及其尺度效应研究

作者：姜涛

来源：煤炭科学技术, 2018, 46(09): 140-145.

DOI：10.13199/j.cnki.cst.2018.09.022

• 平台圆环
• 岩石断裂韧性
• 合理尺寸
• 尺度效应

针对钻探、爆破及隧道开挖等工程中岩体裂纹扩展问题,利用平台圆环试件测定岩石I型断裂韧性,运用Griffith强度准则对径向加载作用下试样加载直径方向的起裂位置进行了判定,采用有限元方法标定出了平台圆环试件最大无量纲应力强度因子,最后进行了载荷-位移曲线及裂纹扩展过程的分析和局部最小载荷的选取。研究结果表明:加载直径与孔边交点处取得等效Griffith应力最大值,保证了试件中心起裂;位移随平台角增大而减小,随孔径比减小而增大;试验结果与理论分析基本吻合,证明平台圆环试件获得的断裂韧性值是可靠的。此外,基于BAZANT提出的尺度效应,还对平台圆环试样用于断裂韧性测试的尺寸效应问题进行了初步探讨。

• 单位
  中国石油集团长城钻探工程有限公司