热处理砂岩不同接触角巴西劈裂数值模拟研究

作者：徐浩淳; 金爱兵^*; 赵怡晴; 陈哲

来源：岩土力学, 2022, 43(S2): 588-597.

DOI：10.16285/j.rsm.2021.1778

• 高温
• 巴西劈裂
• 加载接触角
• 裂纹扩展
• 颗粒流程序

基于颗粒流程序(particle flow code,PFC)，对不同接触角(2α=6°～30°)条件下25～1 000℃砂岩进行巴西劈裂模拟试验，研究其应力分布和破裂模式，并将巴西劈裂与直接拉伸进行对比。研究表明：(1)巴西劈裂中，面接触加载可以降低端部效应，加载过程中首先在圆盘中部产生拉裂纹，随着荷载的升高，拉裂纹汇集、扩展、贯通。(2)平板点接触巴西劈裂测得的抗拉强度小于直接拉伸强度，其抗拉强度计算公式的修正系数k随温度T的升高线性减小，满足k=-3.303×10-4T+1.468。随着接触角的增大，不同温度处理后巴西圆盘的抗拉强度均呈现出增大的趋势。(3)在2α≥18°时，巴西圆盘可以保证中心起裂；2α=18°～24°时，圆盘在不同温度下破裂模式稳定；在接触角过大(2α=30°)时，圆盘在较低温度(≤600℃)下会形成倾斜裂纹。(4)结合修正系数和破裂模式分析，推荐接触角为18°～24°时，修正系数在0.802 6～0.856 0之间，可以保证所有温度试样中心起裂且破裂模式稳定。

• 单位
  北京科技大学