岩石偏心圆孔单裂纹平台圆盘的动态裂纹扩展与止裂

针对平台圆环构型的优点,提出偏心圆孔单裂纹平台圆盘(cracked eccentrically holed flattened disc,CEHFD),该试样具有更长的断裂路径。利用霍普金森压杆加载系统,径向冲击CEHFD试样,完成Ⅰ型动态断裂实验。砂岩试样表面粘贴应变片和裂纹扩展计,用于监测裂纹动态起裂、扩展和止裂的全过程。实验表明,在整个断裂过程中,裂纹非匀速扩展,裂纹扩展速度在裂纹起裂后加速上升,在裂纹止裂前有明显的减速,与地震时断层的动态破裂全过程完全吻合。采用实验-数值-解析法得到动态应力强度因子,其时间历程呈现先增大后减小的趋势。根据断裂过程不同时刻,得到相应的动态起裂韧度、扩展韧度及止裂韧度。在动态断裂全过程中,动态扩展韧度为速度的函数,变化趋势与速度一致,随着时间先增大后减小;动态起裂韧度大于动态止裂韧度,止裂韧度随着裂纹最大扩展速度的增大而降低,并且有较大的离散性。

混凝土脆性断裂电磁发射理论研究

通过研究混凝土断裂时的电磁发射现象，提出了由于混凝土裂纹尖端电荷随着裂纹的加速扩展运动而产生电磁辐射的解释。应用断裂力学理论建立了混凝土断裂时裂纹扩展加速度与初始裂纹长度之间的关系；根据实验结果，利用电磁学理论，分析了裂纹尖端电荷的加速运动所激发的电磁场强度及其频谱特性。