爆破作用下共线裂纹拉剪破坏特性研究

岩石中不同裂纹间存在相互作用,会对裂纹起裂等产生影响。运用断裂力学原理,基于经典Kachanov方法,推导了在地应力和爆破扰动作用下两条共线不等长裂纹端部的耦合应力强度因子,得出了拉剪型裂纹起裂时临界爆破扰动荷载与裂纹基本参数间的关系。     

软弱复杂矿岩亚临界裂纹扩展机制分析

采用双扭试件常位移松弛法, 对某矿软弱复杂矿岩进行了亚临界裂纹扩展试验研究, 测得其断裂韧度值和应力腐蚀下限值, 并按Charles理论与Hillig & Charles理论对试验结果进行了线性回归, 确定了采场矿岩亚临界裂纹扩展速度与应力强度因子之间的关系, 试验复相关系数分别为0.9254和0.9247, 均在显著性水平 0.01上。试验结果表明, 该矿软弱复杂矿岩的应力腐蚀亚临界裂纹扩展是拉应力和裂纹尖端物质与环境中的腐蚀介质发生化学反应, 使化学键断裂这两种机制联合作用的结果; 应力强度因子与亚临界裂纹扩展速度对数关系能很好地呈线性。     

基于雁型裂纹模型的高地应力巷道劈裂破坏机理分析

基于雁型裂纹模型,对高地应力巷道的劈裂破坏形成机理进行探讨.利用应力强度因子理论,分析了雁型分支裂纹尖端的应力强度因子及其主应力,结合Hoek-Brown岩石破坏准则,得到了高地应力巷道劈裂破坏的判据.将劈裂破坏判据编成FISH语言,内嵌到FLAC软件中,计算得到围岩的劈裂破坏区域.研究表明:雁型裂纹长度越长,造成的劈...     

诱导条件下节理岩体流变断裂自然崩落判据研究

对诱导条件下节理岩体流变断裂问题进行了深入研究,归纳出了节理岩体流变断裂3类不同破坏机制,确定了以分支裂纹扩展长度作为节理岩体破坏评判依据的3种破坏机制时的统一流变断裂破坏准则。在此基础上,首次提出了节理岩体在重力作用下产生自然崩落的3个必要条件为破坏条件、临空面条件和平衡条件,并推导和建立了岩体流变断裂破坏和自然崩落的判据数学表达式,最后将研究成果转化成了计算机程序,为流变断裂型矿岩自然崩落规律研究和崩落速度预测提供了一条新的有效方法。     

矿柱裂隙扩展机理分析研究

依据断裂损伤力学理论对矿柱裂隙扩展机理进行了研究。详细讨论了岩石在不同应力状态下裂纹的扩展演化规律,并对裂纹扩展模型及裂纹群的演化与相互作用进行了分析总结;采用滑移裂纹模型对矿柱近自由表面裂纹在压应力下的扩展规律进行了分析,提出了裂纹扩展的应力判据。进一步得出由于裂纹的贯穿与联合复杂作用,最终在矿柱中形成破坏区,从而对矿柱稳定性造成影响的结论。     

混凝土损伤模型及断裂判据

以混凝土单轴拉压损伤为基础,给出了单元弹性损伤本构关系,分析了裂纹尖端损伤微裂区尺寸,定义了有效应力强度因子,推出了混凝土Ⅲ型裂纹在载荷作用下裂纹附近的损伤场,给出了Ⅲ型裂纹损伤断裂判据.     

单轴压缩下单一闭合裂纹对煤岩体破裂行为的影响

基于断裂力学分析无限大板内单一闭合裂纹的破裂行为,根据以II型裂纹断裂准则为判据得到的单轴压缩下裂纹破裂强度的解析表达式,讨论裂纹倾角β、长度a和裂纹面摩擦系数fw对裂纹面强度的影响,并与以库伦-莫尔准则为判据的岩块破裂行为进行比较,探讨裂纹对煤岩体破裂行为的影响。结果表明,单轴压缩下含单一闭合裂纹煤岩体强度和破裂方式由裂纹面强度和岩块强度共同控制,裂纹倾角越接近破裂优势角βm、长度越大、裂纹面摩擦系数越小,裂纹面强度就越小,煤岩体就越有可能沿裂纹面破裂,其强度由裂纹面强度控制。     

巷道冲击地压的损伤断裂力学模型

分析了平巷煤壁中预存裂纹尖端产生翼型张裂纹，形成薄煤层壳，薄煤层壳弯曲变形失稳引发冲击地压的机理。分析过程采用了断裂力学中的Griffth能量理论及能量判据，考虑了材料的损伤积累，把裂纹扩展过程与材料损伤过程耦合起来，确定了发生冲击地压的临界应力σc，并分析了其影响因素。     

乳化液泵阀座拉升器疲劳裂纹扩展有限元分析

基于线弹性断裂力学,采用有限元分析,对乳化液泵用阀座拉升器中疲劳裂纹扩展进行预测,获得Ⅰ+Ⅱ型(张开型+滑开型)混合型裂纹的等效应力强度因子,并应用到Paris公式中,从而求得裂纹扩展增量以及总的裂纹长度；混合型裂纹扩展方向角也可应用Ⅰ型(张开型)和Ⅱ型(滑开型)的裂纹应力强度因子计算得出.分析表明:在裂纹扩展前期,有限元裂纹扩展方向角约与拉升器螺杆轴线成45°的方向,与试验结果吻合度较高.     

钻杆失效理论分析方法初探

从有限元分析构件裂纹周围的应力分布出发,导出钻杆中常出现的Ⅰ～Ⅲ型复合裂纹的失稳条件,通过编程计算了不同深度和不同倾角裂纹尖端处的应力强度因子,计算得到的临界裂纹深度可作为钻杆检测仪精度选择的参考,同时也为钻杆寿命评估提供了理论依据.