基于断裂-损伤力学的岩石材料断裂发展进程研究综述.pdf

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1、２０１６年第３期（总第１８０期）江西建材应用研究基于断裂—损伤力学的岩石材料断裂发展进程研究综述■胡婷■重庆房地产职业学院，重庆４０１３３１摘要：岩石材料的断裂过程是一个初始缺陷的演化，宏观裂纹的产生及扩展、部损伤达到一定极限时，材料的内部形成初始裂纹，随着荷载的继续增最后导致材料宏观断裂破坏的连续变化过程，可以用断裂力学来描述和加，初始裂纹之间慢慢连接形成较大的裂纹，最终会形成宏观裂纹。因研究。关于岩石材料断裂的研究已慢慢的发展起来，许多学者对这方面此损伤是断裂的前期表现，损伤的最终结果是宏观裂纹开始扩展，随着的研究也作出非常重要的

2、贡献，同时也提出了一些很经典的理论，为岩荷载的增加以及材料变形，宏观裂纹继续发展至极限导致岩石的破坏。石材料的损伤与断裂研究开辟了新的道路，本文着重对岩石材料的断裂用损伤力学和断裂力学相结合来建立岩石材料从微观断裂到细观断裂理论进行系统性的综述。最终出现宏观断裂这一演变过程和规律是可行的，目前，也有很多学者关键词：岩石材料断裂理论研究综述［８，９，１２］从事这样的研究。随着损伤力学和断裂力学的发展，相信这样的研究会越来越得到广泛的应用。１引言４结论众所周知，岩石材料的断裂是指岩层被断错或发生裂开。据其发岩石材料可以当作一种非均质的多相

3、复合地质体，并且在形成过育的程度和两侧的岩层相对位错的情况把断裂分为三类。一类叫劈程中存在着各种随机性的缺陷。在受到外力作用后，分布在岩石内部理，是微细的断裂变动。第二类称节理，是岩层发生了裂开但两盘岩石的各种微缺陷不断变化、扩展、贯通，进而形成宏观裂纹，宏观裂纹随着没有发生明显的相对位移的断裂变动。如果断裂两盘的岩石已发生了［１，２］荷载的增加和材料的变形继续发展，结果导致岩石断裂破坏。岩石的明显的相对位移，则称断层，是最重要的一类断裂。岩石的断裂具破坏岩石材料的断裂过程是一个初始缺陷的演化，宏观裂纹的产生及有突然发生的表观现象，但

4、从岩石材料得断裂发生、发展和演化直到发扩展、最后导致材料宏观断裂破坏的连续变化过程，如果只是用断裂力生失稳破坏来看，岩石的断裂是作为一种演变过程而展开的。学理论来描述和研究，是不足以分析它的破坏演变过程，也将难以获得２岩石材料的断裂研究理想结果。因此用损伤力学和断裂力学相结合来建立岩石材料从微观２．１有关岩石材料的断裂理论研究断裂到细观断裂最终出现宏观断裂这一演变过程和规律是必要的，岩近年来，岩石的断裂力学理论和实验发展非常迅速，并在许多大型石材料力学特性的复杂性并不是一律的线性特点，有些岩石材料的各工程的设计与施工中得到广泛的应用，

5、并取得了新的研究成果。宫能［３］向异性导致它的力学特性呈现非线性特点，需要寻求非线性分析手段，平等人根据岩石类材料的拉伸与压缩弹性模量不相等的性质提出［４，５］才有解决这类岩石的断裂特点。利用计算机技术在数值计算、虚拟现了计算液压破裂抗拉强度的修正公式。曾亚武等人经过大量实验实等方面的优势，分析岩石材料的断裂特性也是促进岩石强度理论及提出了弹塑性材料分叉研究的基本概念和基本理论，为研究岩石材料应用的新方法。典型的分叉现象提供了依据，在对类岩石材料的复杂性和非均质性的［６－８］理论研究上，李银平，姜福兴，张平等人作了大量的研究，并提出［

6、９］参考文献了创新性的理论公式，为这类研究提供了理论依据。刘传孝等人基［１］张永兴．岩石力学［Ｍ］．第二版．北京：中国建筑工业出版社，２００４于同一现场不同尺度的岩石材料，从大量三轴试验进行了岩石材料微、∶２１１－２１７．细、宏观断裂机理尺度效应的分形研究。关于岩石材料的断裂研究理［２］庄茁，蒋持平，张行．工程断裂与损伤［Ｍ］．北京：机械工业出版社，论还有很多，大多都是从实验的角度去对材料的断裂进行分析，大致内２００４，５∶１－１０．容包括：岩石材料裂纹的起裂条件；裂纹扩展到什么程度物体会发生断［１０，１１］［１２，１３］［３］宫能平

7、，李炜．岩石类材料液压破裂抗拉强度测试理论的修正［Ｊ］．裂；裂纹在外部载荷和（或）其他因素作用下的扩展过程；煤炭学报，１９９６，２１（３）：２７１－２７４．含裂纹的岩石材料的破坏条件；在有裂纹的情况下，材料受力后还有多［４］曾亚武．岩石材料的分叉研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００１，２０长的寿命等。（１）：８５０－８５３．２．２岩石材料的断裂研究的特点［５］曾亚武，赵振英，朱以文．岩石材料破坏形式的分叉分心［Ｊ］．岩石研究岩石材料的断裂岩石力学的一个新分支，是研究岩石断裂韧力学与工程学报，２００２，２１（７）：９４８－９５２．性和

8、断裂力学在岩体中应用的科学。它包括两个研究内容：根据岩石［６］李银平，王元汉．压荷载下类岩石材料中的锯齿形裂纹分析［Ｊ］．固材料的受荷特点，分析裂缝端部的应力场和位移场；不同的材料有不同体力学学报，２００３，２４（４）：