数字散斑相关方法测定岩石Ⅰ型应力强度因子  被引量:33

EVALUATION OF MODE I STRESS INTENSITY FACTOR OF ROCK UTILIZING DIGITAL SPECKLE CORRELATION METHOD

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作  者:代树红[1,2] 马胜利[1] 潘一山[2] 董子贤[2] 

机构地区:[1]中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室,北京100029 [2]辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新123000

出  处:《岩石力学与工程学报》2012年第12期2501-2507,共7页Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering

基  金:国家自然科学基金资助项目(41002075);辽宁省教育厅科学技术研究项目(2009A337)

摘  要:提出一种通过数字散斑相关方法测定岩石I型裂纹尖端位置和应力强度因子的试验方法。采用数字散斑相关方法观测三点弯曲加载条件下,含Ⅰ型预制裂纹的花岗岩半圆盘试件裂尖区域的位移场,采用牛顿-辛普森方法求解含未知参量的非线性位移场方程组,计算裂尖位置和应力强度因子。研究结果表明,采用该方法可以准确测定岩石I型应力强度因子、裂尖位置及裂纹扩展长度,揭示岩石断裂及裂纹扩展的演化特征。该方法解决以往研究中因不能准确测定裂纹尖端位置,而无法计算岩石断裂参数的难题。An automatic method for determining mode I stress intensity factors(SIFs) and crack tip positions of rock specimens from displacement fields obtained by digital speckle correlation method(DSCM) is proposed.Notched semicircular disk granite specimen under three-point bending are employed for determining the mode I SIFs and the displacement fields around crack tip which are measured by DSCM.Nonlinear displacement field equations with unknown parameters are solved by Newton-Simpson method.The research results show that mode I SIFs,crack tip positions and crack propagation length can be determined accurately from the components of displacement fields;and the characters of rock fracture and crack propagation are revealed.The present method settled the problem of determining stress intensity factors and crack tip position simultaneously in rock fracture testing;so the fracture parameters of rock can be calculated.

关 键 词:岩石力学 数字散斑相关方法 岩石断裂 Ⅰ型应力强度因子K 裂纹扩展长度 

分 类 号:TU45[建筑科学—岩土工程]

 

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