卸荷条件下应力强度因子放大系数随裂隙倾角α的变化规律

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卸荷条件下应力强度因子放大系数随裂隙倾角α的变化规律

2020, 42(4): 721-730.

卸荷条件下岩石平行偏置双裂隙的扩展规律研究 .

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本文全文表格

s/a	本文（B）		手册（C）		相对误差值
s/a	$K_{Ι} (- b) / K_{Ι}_{0} (- b)$	$K_{Ι} (b) / K_{Ι}_{0} (b)$	$K_{Ι} (- b) / K_{Ι}_{0} (- b)$	$K_{Ι} (b) / K_{Ι}_{0} (b)$	$K_{Ι} (- b) / K_{Ι}_{0} (- b)$	$K_{Ι} (b) / K_{Ι}_{0} (b)$
-0.5	0.8577	1.1237	0.8700	1.1380	0.0623	0.0143
-0.25	0.9966	1.1287	1.0100	1.1400	0.0534	0.0113
0	1.1098	1.1214	1.1210	1.1320	0.0182	0.0106
0.25	1.1662	1.1063	1.1700	1.1120	0.0138	0.0057
0.5	1.1715	1.0891	1.1730	1.0900	0.0015	0.0009
注：相对误差 $W_{1} = \| C - B \|$ , $s / a$ 为负值代表裂隙之间有重叠。

应力强度因子放大系数误差分析

材料密度/(kg·m^-3) 单轴抗压强度/MPa 单轴抗拉强度/MPa 弹性模量/GPa 泊松比

砂岩 2000~2600 20 ~ 200 4 ~ 25 10 ~ 100 0.2 ~ 0.3
试件 2350 52.32 5.06 15.21 0.23

砂岩与试件的力学参数对照表

试件编号	裂隙倾角α/(°)	裂隙1长度2a/ mm	裂隙2长度2b/mm	岩桥长度s/mm	裂隙错距h/mm
1	45	12	24	-12	6
2	45	12	24	-12	12
3	45	12	24	-12	24
4	45	12	24	12	6
5	45	12	36	12	6
6	30	12	24	12	6
7	75	12	24	12	6
注：s为负值时代表裂隙之间存在搭接部分。

试件中裂隙的相关几何参数

试件编号	起裂位置	理论轴向起裂应力σ_1t/kN	实际轴向起裂应力σ_1s/ kN	相对误差W₂/%
1	主裂隙外尖端	89.03	85.17	4.5
2	主裂隙内尖端	93.16	89.71	3.8
3	主裂隙内尖端	96.11	92.13	4.3
4	次裂隙外尖端	85.64	83.52	2.5
5	次裂隙内尖端	83.25	79.68	4.5
6	主裂隙内尖端	86.22	82.33	4.7
7	次裂隙内尖端	97.17	94.28	3.1
注： $W_{2} = \| σ_{1t} - σ_{1s} \| / σ_{1s}$ 。

卸荷条件下不同试件的裂隙轴向起裂应力