第七章 三維脆性斷裂

1、圖7.4 Palaniswamy 和Knauss(1978) 求解三維破裂面的歐拉角搜索方法原理3. Cox 和Scholz (1988)在一些巖石中也利用顯微鏡觀察到巖石樣品剪切應力條件下的三維破裂. Scholz(1990)根據(jù)上述結(jié)果，對斷層的三維破裂模型給出了猜想性描述，但沒有給出嚴格證明. 02I KK0K0K0KKII KK圖7.6 玻璃樣品中表面裂紋的三維初始破裂圖 7.8 玻璃樣品表面裂紋的三維破裂(a) =15，裂紋面之間滲進機油以減少摩擦力. 次級破裂出露為雁列式或鋸齒狀排列 (b) =45，多重破裂在板面出露為雁行或鋸齒狀排列;(c) 當=75，且裂紋面之間填充潤滑劑(機

2、油)時，主破裂位置不穩(wěn)定;(d) 裂紋內(nèi)未充填潤滑劑, 裂紋面之間的摩擦粘滑引起爆發(fā)式擴展(=45). 2cosxx2sinyycossinxyyyxye)(2IIkEbMKe)(3IIIkEbMKedsin1)(E2/022kk圖7.8 平板表面裂紋受均勻剪切力時，裂紋前緣各點應力強度因子(中國航空研究院, 1981)1mm圖7.9 原始裂紋局部坐標系 M原始裂紋面7.4zrP,0rr ,2/1rogfrKijijhij7.5i0detijiij7.612/111,rogrkKse7.7,0Ic1rKm07.82Ic0mKr7.9,sin,cos1rzrrrP180180,0mrr11223

3、31cossin0nxrnxrnxz3211sincos,nnnrzRrrxnnnpcos , sin ,cossin31237.117.127.137.10 mmegrKKKK1IIIIII,7.14 2123221sincos1nnnrRrmPP7.15 ,IcIIIIIIrKrKKKKme7.16IcIIIIII0,KKKKKe7.17rKIII11 ,2cos,2sin221nrrrrpcos , sin ,sin2初始破裂面SP的矢量7.187.197.20IIIcIII1,KKm21IIIc)(mpKr7.212/122sin1mprr7.22Ic/ KKkih1 ,cos22co

4、s21,2sinrH7.23mmrKrK0IcIIIc0rrmIcIIIcKK7.26圖7.11 復合型裂紋初始破裂理論模擬(李世愚, 1990,1991)(a)和實驗觀測(Sommer, 1969)(b)Kh=Ki/KIc (h =1, 2, 3, i=, , ), 泊松比 n=0.25. -復合型裂紋的應力強度因子？可以看出, 初始破裂面關(guān)于ox1x3面呈不對稱畸變, rm()只有一個極大值, 位于=180, 在這個方向上母線長度 |rP|也最長, 而在=180處, rm()則出現(xiàn)極小值, 在這個方向上|rP|也最短. 比值KI/KIII 越大, 不對稱畸變越強. 圖7.12 -復合型裂紋初始破裂理論模擬(李世愚, 1990,1991)(a)和實驗觀測(b).kh=Ki/KIc (h =1, 2, 3, i=, , ), 泊松比 n=0.25. 0, 0IIIIIIKKKsin3cos12cos2211IIKKr1cos32cos2211IIrKKr0r01cos32co