干湿循环脆性岩石直接拉伸断裂的宏细观力学模型

李晓照; 车行; 李海峰; 戚承志

doi:10.16285/j.rsm.2023.1242

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干湿循环脆性岩石直接拉伸断裂的宏细观力学模型

基础理论与实验研究 | 更新时间：2026-06-25

- 干湿循环脆性岩石直接拉伸断裂的宏细观力学模型
- A micro-macro mechanical model of direct tensile fracture in brittle rocks under dry-wet cycles
- 岩土力学 2024年45卷第7期页码：1906-1916+2049
- 作者机构：
  
  北京建筑大学土木与交通工程学院,北京,100044
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金（No. 51708016;No. 12172036）;北京市教委科研项目（No.KM202110016014）;北京建筑大学金字塔人才工程（No. JDYC20200307）
- DOI：10.16285/j.rsm.2023.1242
  中图分类号： TU45
- 网络首发：2024-07-18，
  
  纸质出版：2024
- 稿件说明：
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李晓照, 车行, 李海峰, 等. 干湿循环脆性岩石直接拉伸断裂的宏细观力学模型[J]. 岩土力学, 2024,45(7):1906-1916+2049.

LI Xiao-zhao, CHE Xing, LI Hai-feng, et al. A micro-macro mechanical model of direct tensile fracture in brittle rocks under dry-wet cycles[J]. 2024, 45(7): 1906-1916+2049.
李晓照, 车行, 李海峰, 等. 干湿循环脆性岩石直接拉伸断裂的宏细观力学模型[J]. 岩土力学, 2024,45(7):1906-1916+2049. DOI： 10.16285/j.rsm.2023.1242.

LI Xiao-zhao, CHE Xing, LI Hai-feng, et al. A micro-macro mechanical model of direct tensile fracture in brittle rocks under dry-wet cycles[J]. 2024, 45(7): 1906-1916+2049. DOI： 10.16285/j.rsm.2023.1242.

摘要

针对三峡库区消落带等长期处于干湿循环条件下导致岩石损伤破坏的工程问题，探究在干湿循环和直接拉伸荷载共同作用下，脆性岩石的宏细观断裂力学特性这个难点问题。由于干湿循环条件下的直接拉伸试验较难实现，考虑干湿循环与直接拉伸荷载作用的宏细观力学关系模型非常欠缺。基于断裂力学理论方法，结合干湿循环试验研究方法，提出了一种干湿循环条件下脆性岩石直接拉伸断裂的宏细观力学模型。该模型是在考虑了干湿循环次数与含水率对断裂韧度和初始损伤因子综合影响的基础上，结合岩石初始细观裂纹损伤与裂纹断裂韧度的直接拉伸细观裂纹扩展力学模型建立的。对比分析抗拉强度、裂纹扩展极限长度、弹性模量、岩石劣化损伤的理论与试验结果，验证了模型的合理性。讨论了初始裂纹倾角、材料常数等参数影响下，裂纹启裂应力及峰值应力随干湿循环次数的变化规律。对比分析了干湿循环和单独含水条件对岩石劣化度力学特性的影响。

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