混凝土类材料翼型裂纹模型及RFPA数值模拟验证

翼型裂纹模型被广泛应用于混凝土类材料压剪断裂分析及损伤分析。针对较为典型的6种翼型裂纹应力强度因子计算模型,综合考虑主裂面方位、翼型裂纹方位、侧向围压及翼型裂纹当量长度的影响,对各计算模型进行了系统的对比分析;利用岩石破裂过程分析系统(RFPA)软件,进行了混凝土含中心预置裂纹的平板在轴向压缩荷载和不同侧向围压作用下破裂过程的数值模拟。数值模拟再现了不同侧向围压水平下平板试样所表现出不同的破裂模式以及主裂纹的扩展过程,得到的破裂模式结果与翼型裂纹模型预测结果十分吻合。最后综合得到一些有益的结论和建议,可为选用翼型裂纹计算模型进行脆性材料压剪断裂和损伤分析提供参考。

裂纹面动摩擦作用对脆性材料动力破坏的影响

基于岩石类材料的I型裂纹模型,提出了一种考虑裂纹密度、裂纹相互作用以及裂纹面动摩擦作用的脆性材料动力模型。以正方形阵列分布的裂纹为例,定量分析了不同裂纹密度及不同摩擦行为对试件的裂纹扩展过程、试件受力和破坏的影响。数值计算结果表明:随着裂纹密度增大,裂纹间的相互作用增强,试件破坏时的加载应力降低,惯性效应引起试件轴向附加应力增大。裂纹面的滑动会降低裂纹面的动摩擦系数,促进裂纹发展,并降低试件的强度。相对于常数摩擦系数,考虑速度及状态依赖型摩擦模型对裂纹面的滑动过程更为合理。动强度因子对比结果显示出试件明显的应变率效应和尺寸效应。