基于预置非贯通裂隙试样疲劳特性试验研究

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1、西安理工大学硕士学位论文预置非贯通裂隙试样疲劳特性试验研究姓名：徐建光申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：李宁20040301摘要预置非贯通裂隙试样疲劳特性试验研究学科：岩土工程作者：徐建光签名：导师：李宁（教授）签名：答辩日期：2004年3月摘要本文在大量裂隙试样（石膏混合料）模型试验的基础上，对裂隙试样在循环加载下的疲劳强度、疲劳变形和预置裂隙端部疲劳裂纹的萌生、扩展、搭接和岩桥的贯通方式进行了较为系统的研究。在试验过程中，观察并分析了循环加载方式下，预置裂隙端部裂纹萌生、扩展、岩桥贯通模式与静载方式下的差异；探讨了疲劳裂纹萌生、扩展的机理，分析了加

2、载频率、荷载水平对裂隙试样疲劳强度、疲劳变形（总变形和不可逆变形）的影响规律。研究结果显示：在加载频率为0.02Hz～2Hz-4-2（应变率10/s～10/s）的循环荷载下，疲劳寿命大于3000次的疲劳强-5度为相应静载下（应变率10/s）峰值强度的70～75%，而有关研究结果表明完整砂岩样的疲劳强度约为静载下峰值强度83%。通过对循环加载下裂隙试样滞回特性和滞回能试验结果的分析，从能量的角度定义了损伤变量，并指出了疲劳损伤的发展规律。最后，运用断裂损伤理论，在最大周向拉应力理论的基础上，建立了循环加载下预置裂隙端部疲劳裂纹的起裂准则，并用试验结果进行了验证。

3、关键词非贯通裂隙试样周期荷载疲劳裂纹疲劳损伤岩桥贯通模式模型试验AbstractStudyontheFatigueCharacteristicofContainingIntermittentCrackedRock-likeSamplesMajor：GeotechnicalEngineeringAuthor：XuJiangangSignature：Tutor：LiNingprofessorSignature：date：2004-3AbstractBasedonalargenumbersofmodel/simulationtestoftheintermittent

4、crackedRock-likeSamples,fatiguestrength,fatiguedeformationandcrackappearinpreexistingcrackstips,thegrowthofcrack,thepatternofcrackcoalescencearestudied/analysedsystemicallybymeansofcyclicloadandstaticload.inthecourseofthemodeltest,thedifferencebetweencyclicloadandstaticloadofcrackap

5、pearinpreexistingcrackstips,thegrowthofcrackandthepatternofcrackcoalescenceareobservedandanalysed.Themechanismoffatiguecrackappear,thegrowthofcrackandthepatternofcrackcoalescencearediscussed.Theinfluenceofloadingfrequencyandloadinglevelonfatiguestrengthandfatiguedeformationarestudie

6、d.ThetestresultsshowthatfatiguestrengthofintermittentcrackedRock-likeSamplesis70%-75%ofstaticload-5strainrateis10/s）maximalstrength,undercyclicnumberexceed3000andloadingfrequencyrangedfrom0.02Hzto2Hz(relevantstrainraterangedfrom-4-210/sto10/s）cyclicload.Theconcernedresearchresultssh

7、owthatfatiguestrengthofno-crackedsandstonesamplesis83%ofstaticmaximalstrength.BasedontestresultofLoad-deformationhysteresiscurveundercyclicload,fatiguedamagevariableisdefinedfromenergyangle,thechangeruleoffatiguedamageispointedout.Lastly,theruleoffatiguecrackappearinpreexistingcrack

8、stipsisestablisheda