含倾斜边裂纹岩石冲击断裂模拟试验

岳中文¹，杨仁树¹，孙中辉^1,2，肖同社¹，韩朋飞¹

1. 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院2. 新汶矿业集团有限责任公司

摘 要：为模拟岩石在冲击荷载下,裂纹与加载方向不同角度情况下的断裂行为,利用透射式焦散线测试系统,采用单边切口三点弯曲梁试件,进行三点弯曲梁冲击断裂试验。研究结果表明:含倾斜边裂纹试件受到正应力和剪切力作用,裂纹为复合型裂纹,裂尖产生的焦散斑为复合型焦散斑;预制裂纹与加载方向的夹角变化时,动态应力强度因子、裂纹扩展时间以及裂纹扩展速度都随之变化;预制裂纹与加载方向的夹角增大时,裂纹扩展速度的最大值增大,裂纹扩展速度的振荡性增强;当荷载的加载方向与预制裂纹的方向一致时,裂纹起裂最快,裂纹为I型裂纹。冲击载荷方向与预制裂纹夹角增大时,扩展裂纹表现为复合型特征,动态应力强度因子KⅡd表现越明显,其最大值随夹角的增大而增大。

关键词：倾斜边裂纹;冲击荷载;透射式焦散线;动态应力强度因子;裂纹扩展规律;