中低速冲击下Ⅰ型裂纹的动态断裂韧度研究

应鹏^1,2，朱哲明^1,2，周磊^1,2，董玉清^1,2，王雄^1,2

1. 四川大学建筑与环境学院2. 四川大学深地科学与工程教育部重点试验室

摘 要：起裂韧度和扩展韧度是分别用来判别裂纹起裂和扩展的两个重要材料参数,为了探索在中低速冲击荷载下岩石的起裂韧度和扩展韧度的测试方法,选择砂岩单裂纹半圆孔板试样以中低速落锤试验机进行了冲击,并利用裂纹扩展计和应变片测试裂纹的起裂时间及裂纹扩展速度。使用AUTODYN有限差分软件,裂纹软化模型及线性状态方程建立了相应的数值计算模型,结合实验-数值法确定预制裂纹的起裂韧度和扩展韧度,结果表明:动态冲击载荷下裂纹扩展速度不是一个常数;对于隆昌青砂岩,其动态扩展韧度与裂纹扩展速度成反比关系,扩展速度越大,扩展韧度越小;材料扩展韧度不是一个独立的材料参数,而是一个与裂纹扩展速度有关的参数。

关键词：动态裂纹扩展;数值模拟;冲击荷载;起裂韧度;扩展韧度;