УДК 539.421

В статье предложен новый подход к предсказанию траектории распространения трещины в горных породах с учетом влияния размера образца. Данный подход представляет собой метод приращений, где угол зарождения трещины на каждом шаге определяется с помощью модифицированного критерия максимальных касательных напряжений. Модифицированные критерии максимальных касательных напряжений позволяют учитывать влияние членов высшего порядка в разложении напряжений вблизи вершины трещины наряду с сингулярными членами. Такой важный параметр предлагаемой модели, как критическое расстояние r_c, также зависит от размера. Проведена оценка метода приращений на основе ранее полученных экспериментальных данных для образцов известняка и мрамора. Предлагаемый подход позволяет предсказывать траекторию трещин в образцах разного размера и дает хорошее соответствие с результатами эксперимента с учетом трех членов в разложении Уильямса, которые характеризуют поле напряжений вокруг вершины трещины. 

 

In this paper, a new approach is presented to predict the crack growth path in the rock materials by taking into account the size effect. The proposed approach is an incremental method in which the crack initiation angle for each step is determined from the modified forms of the maximum tangential stress criterion. These modified maximum tangential stress criteria take into account the influence of the higher order terms of the stress series at the crack tip in addition to the singular terms. As an important parameter in the proposed method, the critical distance r_c is also assumed to be size dependent. Finally the incremental method is evaluated by experimental results obtained from Guiting limestone and Ghorveh marble specimens reported in the previous studies. It is shown that the proposed approach can predict the fracture trajectory of cracked specimens with different sizes in good agreement with the experimental results when three terms of Williams series expansion are considered for characterizing the stress field around the crack tip.

 

 

J. Akbardoost, A. Rastin  Влияние размера образца на траекторию трещины при нагружении смешанного типа в материалах горных пород // Физ. мезомех. - 2016. - Т. 19. - № 4. - С. 82-91