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动力作用下硬颗粒诱发裂缝弯曲和分叉机理研究被引量：1: 2012年; 脆性材料在动荷载作用下的裂缝弯曲和分叉行为,对深入了解材料的抗拉特性和破坏模式有着重要意义。基于损伤演化原理的有限元方法,针对脆性材料中颗粒物诱发裂缝分叉的机理展开研究,通过比较无颗粒与有颗粒两种裂缝扩展模式,分析了硬颗粒对裂缝扩展模式的影响。结果显示,当颗粒物刚度较大物性较好、裂缝扩展遭遇颗粒时裂隙将沿着交界面绕行,易发生弯曲分叉,两者具有迥异的扩展模式。; 杨岳峰唐春安梁正召廖志毅; 关键词：脆性材料

岩石三维表面裂纹扩展机理数值模拟研究被引量：19: 2011年; 岩石破坏的本质原因是由于内部裂隙的萌生、扩展与贯通过程。从三维的角度出发,采用细观损伤数值模拟方法,模拟单轴压缩下含预制三维表面裂纹的岩石试样的破坏过程。数值模拟得到了表面裂隙内部扩展、贯通过程,动态再现翼型裂纹、壳体裂纹的形态,探讨三维裂纹内部的受力机制,推测可能发生的断裂类型,进一步探讨三维裂纹扩展规律。研究结果表明:①反翼型裂纹并不一定萌生于预制裂纹端部,是由于翼型裂纹扩展后应力释放后的拉应力引起;②壳体裂纹的萌生与扩展阶段是由Ⅲ型加载断裂主导,而翼型裂纹扩展至一定长度之后停滞不前;③除了反翼型裂纹之外,还新发现了一种由壳体裂纹萌生出的次生裂纹,这种裂纹的扩展引起试样整体失稳崩溃;④岩石Ⅲ型加载(反平面剪切)难以获得Ⅲ型断裂破坏,壳体裂纹是由于Ⅲ型加载下的拉应力引起,实际上属于Ⅰ型与Ⅱ型复合裂纹;⑤非均匀性对岩石表面裂纹扩展影响很大,相对均匀岩石中难以出现曲线翼型裂纹或反翼裂纹。研究结果对于岩石三维裂隙扩展机理的物理力学实验与理论分析都具有参考意义。; 梁正召李连崇唐世斌张永彬

刀具破岩机理的细观数值模拟及刀间距优化研究被引量：19: 2012年; 通过采用RFPA2D软件对全断面岩石掘进机(TBM)盘形滚刀作用下岩石破碎机理进行数值模拟研究。分别模拟了单刀头、双刀头、三刀头作用下的岩体破碎过程,并对多刀头作用时进行了刀间距优化。模拟结果表明,岩石在单刀头作用下的破碎过程大体可以分为粉末体出现、粉核体形成、侧向裂纹产生与扩展、破碎块体出现4个阶段,并体现为以张拉为主、伴随挤压或剪切破坏等复杂破坏形式。在围压作用下,平行于围压方向的裂纹更容易产生与扩展,更有利于刀头侧向裂纹的贯通。多刀头之间有明显的协同作用效应,破碎比能随着刀间距的增加有一个逐渐增加然后减小的过程。数值模拟结果与试验结果吻合较好,可以为岩石掘进机设计、盘形滚刀布置提供参考。; 梁正召于跃唐世斌刘红元唐春安

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