| 单轴压缩荷载下闭合裂纹扩展的试验和数值研究 |
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| 引用本文： | 杨恩光,杨立云,胡桓宁,汪自扬,张飞.单轴压缩荷载下闭合裂纹扩展的试验和数值研究[J].岩土力学,2022(S1):613-622. |
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| 作者姓名： | 杨恩光 杨立云 胡桓宁 汪自扬 张飞 |
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| 作者单位： | 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（No.51974316）；;中央高校基本科研业务费项目（No.8000150A256）~~； |
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| 摘 要： | 岩体内部存在大量的裂隙，由于填充物的存在，在大多数情况下裂纹面是闭合的，受外力作用时会产生摩擦力，进而会影响到岩体裂隙的起裂模式和扩展行为。因此，为了研究闭合裂纹的起裂模式和扩展行为，用类岩石材料PMMA有机玻璃板制成含有闭合裂纹的预裂试样，在试样上进行单轴压缩试验，用数字图像相关系统（digital image correlation，简称DIC）记录并分析了闭合裂纹的起裂和扩展特征。另外，使用扩展有限元法（extended finite element method，简称XFEM）来模拟闭合裂纹的萌生和扩展，通过模拟得到了含闭合裂纹试样的破坏过程，并分析了闭合裂纹的起裂和扩展特征，与试验结果吻合良好，验证了数值模拟的有效性。在此基础上，引入裂纹倾角和裂纹面摩擦系数为变量，模拟研究了其对闭合裂纹起裂和扩展行为的作用机制。研究结果表明，裂纹闭合条件下产生的裂纹为翼型张拉裂纹。裂纹倾角和裂纹面摩擦系数对闭合裂纹的起裂模式和扩展行为有较大影响，裂纹倾角越大，起裂角越大；相反，裂纹面摩擦系数越大，起裂角越小。另外，裂纹面摩擦系数会对闭合裂纹的扩展产生抑制作用，且随着摩擦系数不断增大，抑制作用...
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| 关 键 词： | 闭合裂纹 摩擦系数 DIC 扩展有限元 裂纹扩展行为 |
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