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脆性岩石热-水-力耦合应力强度因子计算
  • ISSN号:1003-6326
  • 期刊名称:《中国有色金属学报:英文版》
  • 时间:0
  • 分类:TG146[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1] 中南大学 土木工程学院,长沙410075, [2] 中南大学 资源与安全工程学院,长沙,410083
  • 相关基金:Project (11072269) supported by the National Natural Science Foundation of China,Project (20090162110066) supported by the Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China
中文摘要:

采用边界配置法并引入附加的常应力函数,成功地推导出岩石热-水-力(THM)耦合条件下含裂纹试件(裂纹面有水压作用)的裂尖应力强度因子计算公式。利用自行设计的THM耦合断裂试验,测定脆性岩石THM耦合断裂的最大轴压,并依据新推导的公式和新型应力强度因子比断裂准则预测脆性岩石THM耦合断裂模式。岩石THM耦合断口的形貌特征分析结果表明:温度、水压越高,围压越低,沿晶(拉伸)断裂越容易发生;反之,则穿晶(剪切)断裂更容易发生;而介于两者中间时,则复合型断裂更容易发生。测得的 THM 耦合断裂机理与预测的THM耦合断裂模式结论一致,从而验证了推导出的THM耦合应力强度因子计算公式的正确性。

英文摘要:

A new calculation formula of THM coupling stress intensity factor was derived by the boundary collocation method, in which an additional constant stress function was successfully introduced for the cracked specimen with hydraulic pressure applied on its crack surface. Based on the newly derived formula, THM coupling fracture modes (including tensile, shear and mixed fracture mode) can be predicted by a new fracture criterion of stress intensity factor ratio, where the maximum axial load was measured by self-designed THM coupling fracture test. SEM analyses of THM coupling fractured surface indicate that the higher the temperature and hydraulic pressure are and the lower the confining pressure is, the more easily the intergranular (tension) fracture occurs. The transgranular (shear) fracture occurs in the opposite case while the mixed-mode fracture occurs in the middle case. The tested THM coupling fracture mechanisms are in good agreement with the predicted THM coupling fracture modes, which can verify correction of the newly-derived THM coupling stress intensity factor formula.

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期刊信息
  • 《中国有色金属学报:英文版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会
  • 主编:黄伯云
  • 地址:中国长沙中南大学
  • 邮编:410083
  • 邮箱:f-xsxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88830949
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-6326
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1239/TG
  • 邮发代号:42-317
  • 获奖情况:
  • 国家“双百”期刊,第二届全国优秀科技期刊评比二等奖,中国有色金属工业总公司优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊
  • 被引量:1159