›› 2007, Vol. 28 ›› Issue (8): 1533-1538.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

原状冻土非线性断裂韧度测试与修正

刘晓洲1,2,王德刚3,李洪升2,叶 辉3   

  1. 1. 大连大学,大连 116622; 2. 大连理工大学 工程力学系,大连 116023;3. 大连普兰店市水利局,大连 116200
  • 收稿日期:2005-08-30 出版日期:2007-08-10 发布日期:2013-10-15
  • 作者简介:刘晓洲,男,1975年生,博士,讲师,主要从事冻土力学及岩土与环境力学方面的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助(No. 50278010,No. 10472020)。

Research on test and revision of nonlinear fracture toughness of undisturbed frozen soils

LIU Xiao-zhou1,2, WANG De-gang3 , LI Hong-sheng2, YE Hui3   

  1. 1.Dalian University, Dalian 116622, China; 2. Department of Engineering Mechanics, Dalian University of Technology, Dalian 116023, China; 3. Dalian Pulandian Water Resources Bureau 116200, China
  • Received:2005-08-30 Online:2007-08-10 Published:2013-10-15

摘要: 在以往原状冻土现场试验方法的基础上,针对原状冻土的非线性断裂力学特性进行了Ⅰ型和Ⅱ型断裂力学试验。在不同深度的冻胀量、冻深与时间变化规律下严格控制试样制作及试验时的温度,利用动态数据采集系统测出试样加力点处位移与力的关系曲线,并计算出相应的非线性参数。提出了利用非线性修正因子计算原状冻土断裂韧度的方法,并算出Ⅰ型、Ⅱ型直裂纹加卸载试样的非线性断裂韧度,将其与岩石断裂力学中的塑性修正因子方法的计算结果进行了对比,二者基本一致,说明该方法可以用来计算、修正原状冻土非线性断裂韧度,从而为冻土非线性理论的研究拓宽了思路。

关键词: 原状冻土, 现场试验, 非线性断裂韧度, 修正因子

Abstract: To study the nonlinear fracture mechanical characters of undisturbed frozen soils, the fracture TestⅠand TestⅡ based on the method of undisturbed frozen soils’ field test before have been done. According to the variational rules of heave quantities, the frozen depths and time at different depths, the temperatures were controlled strictly when the specimens were being made and tested. Then the relationship between the specimen displacement of force point and the force has been measured by using the dynamic data acquisition system; and the corresponding nonlinear parameters have been calculated. A new method, which can use nonlinear revision factor to predict fracture toughness of undisturbed frozen soils, has been proposed. Moreover, using present method, nonlinear fracture toughness of TestⅠ and Test Ⅱstraight crack loading and unloading specimens has been also computed. Numerical comparison shows that present results agree well with those computed from rock fracture mechanics. Therefore, this new method could be used to test and revise nonlinear fracture toughness of undisturbed frozen soils.

Key words: undisturbed frozen soils, field test, nonlinear fracture toughness, revision factor

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