目录

第1章 绪论 1

1.1 岩石断裂力学研究意义 1

1.2 国内外研究现状 4

1.2.1 岩石拉伸型断裂韧度简介 4

1.2.2 岩石拉伸断裂试验回顾 6

1.2.3 存在的主要问题 17

第2章 ISRM建议方法的数值试验评估 22

2.1 引言 22

2.1.1 数值分析方法 22

2.1.2 细观参数标定 25

2.2 CB数值试验 27

2.3 SR数值试验 31

2.4 CCNBD数值试验 35

2.4.1 Ⅰ型断裂数值试验 35

2.4.2 Ⅰ-Ⅱ复合型(含Ⅱ型)断裂数值试验 39

2.5 SCB数值试验 49

2.6 本章讨论 52

2.7 本章小结 58

第3章 应力强度因子标定 59

3.1 引言 59

3.2 应力强度因子确定方法简介 60

3.2.1 应力外推法 60

3.2.2 位移外推法 62

3.2.3 基于应变能释放率的方法 63

3.2.4 基于J积分的方法 66

3.3 标定方法的验证 67

3.4 ISRM建议试样的应力强度因子 69

3.4.1 CB试样应力强度因子 69

3.4.2 SR试样应力强度因子 71

3.4.3 CCNBD试样应力强度因子 72

3.4.4 SCB试样应力强度因子 74

3.5 本章讨论 75

3.6 本章小结 78

第4章 断裂过程区评估 79

4.1 引言 79

4.2 断裂过程区长度评估与比较 81

4.3 断裂过程区影响评估与比较 86

4.4 试样尺寸和试验配置的影响 90

4.4.1 不同试样尺寸 90

4.4.2 不同支撑跨距 94

4.4.3 不同裂纹长度 96

4.5 本章讨论 98

4.6 本章小结 100

第5章 典型断裂试验方法室内试验研究 101

5.1 引言 101

5.2 CB、CCNBD和SCB试验结果比较 102

5.2.1 花岗岩基础力学性质 102

5.2.2 试样制备与试验描述 103

5.2.3 花岗岩断裂试验结果 107

5.3 CCNBD声发射试验研究 110

5.3.1 砂岩基础力学性质 110

5.3.2 试样制备与试验描述 111

5.3.3 试验结果 112

5.4 本章讨论 115

5.4.1 CCNBD与SCB是否偏保守的问题 115

5.4.2 理论评估与试验结果的异同 116

5.4.3 CCNBD计算公式的进一步探讨 121

5.4.4 “Ⅱ型”CCNBD断裂试验 125

5.4.5 SCB测试结果偏保守的原因 126

5.5 本章小结 127

第6章 人字形切槽半圆盘弯曲(CCNSCB)试验 129

6.1 引言 129

6.2 CCNSCB试验简介与应力强度因子标定 130

6.2.1 CCNSCB试样构形与测试原理 130

6.2.2 应力强度因子宽范围标定 131

6.2.3 分片合成法验证应力强度因子 139

6.3 CCNSCB试验方法的数值试验研究 144

6.4 CCNSCB与ISRM建议方法的理论比较 149

6.4.1 过程区影响的对比 149

6.4.2 T应力影响的对比 155

6.5 CCNSCB与ISRM建议方法的室内试验比较 157

6.6 本章讨论 160

6.7 本章小结 165

第7章 人字形切槽短棒弯曲(CNSRB)试验 167

7.1 引言 167

7.2 CNSRB试验的建立 169

7.2.1 CNSRB试样构形与加载配置 169

7.2.2 CNSRB试样应力强度因子标定 171

7.3 CNSRB试验的数值试验 173

7.4 CNSRB与其他试验方法的理论比较 177

7.4.1 过程区影响比较 177

7.4.2 T应力影响比较 184

7.5 CNSRB与ISRM建议方法的室内试验结果比较 184

7.5.1 CNSRB试验描述 185

7.5.2 CNSRB试验结果 186

7.6 本章讨论 188

7.6.1 理论评估与试验结果的一致性讨论 188

7.6.2 CNSRB试验的优势 188

7.6.3 本书研究手段的优势 190

7.7 本章小结 192

参考文献 1932100433B

《岩石拉伸断裂试验与破断机理》主要论述典型的岩石拉伸断裂试验方法以及试验结果所蕴含的岩石破断机理。这里的岩石断裂试验包括国际岩石力学与岩石工程学会建议的4种拉伸型断裂韧度试验以及2种由作者发展或做出重要贡献的岩石断裂韧度试验。《岩石拉伸断裂试验与破断机理》围绕4种国际建议试验开展数值模拟、理论分析和室内试验研究，揭示这些国际建议方法测试结果存在的显著差异以及存在误差的关键因素，阐释这些试验现象背后蕴含的岩石断裂力学机理，彻底澄清围绕个别国际建议方法的争议，并论证2种颇具优势的改进试验。《岩石拉伸断裂试验与破断机理》有助于深入理解对工程岩体灾变产生重要影响的岩石断裂特征和机理，有助于更好地认识和应用这些国际建议的岩石断裂试验，有助于为岩石工程设计提供更合理可靠的断裂参数，改进岩石裂纹失稳扩展临界条件的理论预测，为岩石工程的安全性与稳定性评估提供理论支撑。

岩石的抗拉强度是岩石试件在单轴拉力作用下抵抗破坏的极限能力，或极限强度，它在数值上等于破坏时的最大拉应力。与岩石抗压强度的研究相比，对抗拉强度的研究较少，对裂隙岩石材料的抗拉强度的研究则更少。从丰富断裂力学和服务实际工程的角度来说，研究裂隙岩石受拉的力学特性具有积极的意义。在实验室尺度下，总是可以找到含有宏观裂纹的岩石试件，此时，无法将其当作无限大体进而使用传统断裂力学的理论进行处理。含斜裂纹的受拉岩石的断裂形式为拉剪复合型断裂。裂纹倾角、裂纹长度对开裂角的影响，随裂纹倾角的增大而增大的结论;对于具有宏观裂隙的试件，基于最大周向应力理论计算的开裂角和基于有效应力理论计算的开裂角随裂隙长度增加有逐渐递减的趋势；基于最大周向应力理论计算的开裂角最大值为70. 5°，基于有效应力理论计算的最大开裂角度约为86°；一般情况下试件尺度下计算的开裂角要大于在无限大体尺度下计算的开裂角。裂隙试样的抗断裂能力可按无限大体理论进行计算;随着裂隙长度的增加， 使用无限大体的理论计算结果与按有限大体的计算结果差异越来越大 。

当应力达到抗拉强度以前，整个试件变形是均匀的。但是应力达到抗拉强度时，试件变形就集中在某一薄弱区域内，这部分截面发生显著的收缩(颈缩)。颈缩部分的截面比原截面小得多，因而颈缩截面上的实际应力比按原截面计算的应力大得多。但是，以原截面计算的试件 应力达到抗拉强度后，试件就必然断裂，因而断裂强度实际工程上意义不大。在工程上常以抗拉强度代表材料的断裂应力。拉伸 断裂强度外，还有疲劳和蠕变断裂强度。前者又称疲劳强度系数，用表示，指在交变载荷循环一次后试件发生断裂的强度；后者又称持久强度，指给定温度和断裂时间下的强度。这两种断裂强度只有通过测定低周疲劳曲线和蠕变断裂曲线时给出。材料在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象称为蠕变，由这种变形而最后导致材料的断裂称为蠕变断裂。疲劳强度是指材料在无限多次交变载荷作用而不会产生破坏的最大应力，称为疲劳强度或疲劳极限。实际上，金属材料并不可能作无限多次交变载荷试验。

基本信息

标准号 StandardNo：GB/T 8358-2006

中文标准名称StandardTitle in Chinese： 钢丝绳破断拉伸试验方法

英文标准名称：Method of breaking tensile test for steel wire ropes

发布日期IssuanceDate ：2006-03-01

实施日期ExecuteDate： 2006-09-01

首次发布日期FirstIssuance Date ：1987-12-07

标准状态StandardState ：现行

复审确认日期ReviewAffirmance Date ：

计划编号Plan No：20031406-T-605

代替国标号ReplacedStandard ： GB/T 8358-1987

被代替国标号ReplacedStandard:

废止时间RevocatoryDate :

采用国际标准号AdoptedInternational Standard No： ISO 3108:1974

采标名称AdoptedInternational Standard Name： Steel wire ropes for general purposes -- Determination of actual breaking load

采用程度ApplicationDegree ： NEQ

采用国际标准AdoptedInternational Standard ： ISO

国际标准分类号(ICS) ：77.040.10

中国标准分类号(CCS) ：H22

标准类别StandardSort：方法

标准页码Number ofPages:

标准价格(元)Price(￥) :

主管部门Governor ：中国钢铁工业协会

归口单位TechnicalCommittees ：全国钢标准化技术委员会