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各向异性岩石中具有一致运动学的混合模式相场断裂模型。 (英语) Zbl 1440.74218号

摘要:在纯拉伸载荷下,脆性、各向同性和均质材料中的裂纹通常会扩展,从而在裂纹尖端保持纯I型运动学。然而,对沉积岩、页岩、泥岩、混凝土和石膏等地质材料进行的试验通常会得出结论,即模式I和模式II的临界断裂能/表面能释放率是不同的。在剪切和拉伸或剪切和压缩载荷的组合下,这种区别对翼形裂纹和预先存在的裂纹产生的次生裂纹的形成和扩展有很大影响。为了捕捉混合模式断裂扩展,基于Shen和Stephansson,IJRMMS,1993,采用多个临界能量释放率,在正则相场断裂框架中重新表述了一个混合模式I/II断裂模型。我们通过平衡微力获得了损伤相场的混合模式驱动力。同时,通过局部断裂耗散最大化问题确定裂纹扩展方向和相应的运动学模式。给出了几个数值例子,证明了脆性材料中的II型和混合型裂纹扩展。还讨论了在地下应用和三轴压缩试验中常见的与剪切/压缩损伤相关的模型捕获退化的可能扩展。

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74升10 土壤和岩石力学
74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
74兰特 脆性断裂

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