論文分享：衝擊荷載下天然節理對凝灰岩的斷裂分形特徵與能量演化的影響
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2024-06-27 13:12
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MultiFracS多物理場斷裂分析軟件
【最新論文】Zuo T, Li X, Wang J, Hu Q, Tao Z, Hu T. Insights into natural tuff as a building material: Effects of natural joints on fracture fractal characteristics and energy evolution of rocks under impact load. Engineering Failure Analysis, 2024: 108584.全文下載請點擊文末 “閱讀原文” 軟件qq羣:871430131研究內容：動力擾動對天然節理岩石性質劣化具有很大的影響。爲探究不同天然節理角度對凝灰岩的斷裂分形特徵及能量演化規律，對節理角度爲0°～90°凝灰岩在恆等應變率下進行動態衝擊力學試驗。從岩石衝擊破碎分形維數、裂紋分形維數、能量演化和數值模擬角度深入分析節理角度對岩石的力學性質影響。結果表明：凝灰岩試件在衝擊荷載下破壞模式隨節理角度變化爲拉伸破壞-拉剪混合破壞-拉伸破壞；隨着裂紋擴展進行，其破碎分形維數在1.751到2.263之間，與之對應裂紋分形維數在0.999到1.478範圍內；節理凝灰岩的動抗壓強度和破碎耗能隨節理角度增大先減小後增大，呈“V”型分佈。有限離散元數值計算方法再現裂紋擴展演化全過程，進一步證實了節理角度對岩石破壞特性有明顯影響，對岩石工程設計具有重大的意義。關鍵詞：天然節理; SHPB; 動態壓縮; 分形特徵; 能量演化; MultiFracS
圖1 不同節理角度岩石試件
圖2 45°節理凝灰岩試件斷裂演化過程
圖3 45°節理凝灰岩試件斷裂演化過程
圖4 節理試件衝擊裂紋二值化圖
(a)-(e)不同節理角度試件凝灰岩試件lnN(r)-lnr曲線(f)裂紋分形維數-時間曲線圖
圖5 不同角度凝灰岩試件裂紋擴展分形模型
圖6不同角度凝灰岩數值計算模型
圖7 不同節理角度凝灰岩試件裂紋演化圖（黃色-拉裂紋，紅色-剪切裂紋）
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