非穿透裂纹诱导的岩石破裂过程研究
本书适用于岩土工程、地质工程领域的科研人员及工程技术人员参考,也可作为高等院校相关专业研究生教材。

作者:徐军,罗森,孙世和,马璐

定价:89元

印次:1-1

ISBN:9787302714590

出版日期:2026.04.01

印刷日期:2026.04.20

图书责编:王向珍

图书分类:学术专著

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本书系统探讨了非穿透裂纹对岩石力学特性的影响规律及其工程应用价值。全书以试验研究为主线,结合理论分析与数值模拟,构建了非穿透裂纹扩展的三维力学模型,揭示了裂纹扩展路径与连接形态的演化机制。通过系统研究裂纹深度比、初始方位及空间分布特征对试样强度、软化行为和破坏模式的影响,提出了基于三维应力场的裂纹扩展判据及失效准则。

徐军,博士,副教授,2018年毕业于东南大学土木工程学院固体力学专业, 获工学博士学位。主持国家自然科学基金、辽宁省教育厅项目以及江苏省优势学科项目各1项,作为学术骨干参与国家自然科学基金、十三五重点研发项目、企业合作项目等5项。2020年入选辽宁省“百千万”人才工程万人层次人选,获教育部科技进步二等奖(2021)、辽宁省科技进步三等奖(2022)、中国发明协会金奖(2019)各1项。

前言 岩石材料作为地质工程、采矿工程等领域的关键介质,其破裂机理研究始终是岩体力学领域的核心问题。在深部资源开发、地下空间利用等重大工程实践中,岩石破裂的突发性和不可预测性常会带来严重的经济损失,甚至是人员伤亡。造成岩石破裂的主要因素是裂纹的扩展和贯通,而岩石中的裂纹通常又都是非穿透型的,因此,研究非穿透裂纹在岩石材料中的扩展及贯通规律并建立破裂失效判据,对于揭示岩石破裂过程中的宏观非线性力学行为以及解释因裂纹扩展和贯穿而导致的相关工程现象都具有重要的理论意义和工程价值。 本书的撰写立足于笔者近几年的研究成果,结合相关试验、循环加载损伤监测及伽马统计模型构建,实现了从微观裂纹演化到宏观力学响应的跨尺度关联,揭示了几何参数与荷载类型之间的多因素耦合效应。突破静态损伤研究框架,通过循环荷载下损伤变量与表面能演化的同步标定,建立了能量耗散驱动损伤累积的本构模型,为岩石破坏预测提供了新方法。提出的三维统计损伤模型和裂纹扩展判据,推动了岩石力学与概率统计、断裂力学的深度融合,为复杂裂隙岩体破坏模拟提供了新工具,拓展了岩石损伤理论的应用范围。 全书共分8章,内容涵盖非穿透裂纹的基础理论与创新性探索。第1章从工程背景与科学意义切入,梳理了岩石断裂力学领域的研究现状,明确了非穿透裂纹研究的核心问题。第2章通过三维应力分析与扩展判据研究,建立了非穿透裂纹的起裂准则,并通过试验揭示了裂纹扩展路径与初始方位的关联规律。第3、4章深入探讨了裂纹几何参数(深度比、间距、方位等)及缺陷形状对岩石强度、软化行为和失稳韧度的定量影响。第5、6章聚焦循环荷载作用下的损伤与能量演化,创新性地提出...

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第1章绪论

1.1研究背景及意义

1.2相关领域研究现状

1.2.1岩石破裂理论

1.2.2非穿透裂纹的扩展和连接试验

1.2.3岩石破裂过程模拟

第2章非穿透裂纹的扩展判据和试验研究

2.1非穿透裂纹前缘的三维应力分析

2.1.1主应力与剪应力极值

2.1.2非穿透裂纹前缘应力场分析

2.2非穿透裂纹扩展判据

2.2.1扩展临界条件

2.2.2破裂临界曲面

2.2.3扩展路径

2.3试样及试验方案

2.3.1试样的选择

2.3.2试样的尺寸

2.3.3试验方案

2.4非穿透裂纹的扩展和连接形态分析

2.4.1试样表面的裂纹形态

2.4.2翼裂纹和次生裂纹

2.4.3裂纹连接形态

2.5裂纹初始方位对裂纹扩展和连接形态的影响

2.6本章小结

第3章非穿透裂纹对试样极限荷载及软化行为的影响

3.1预制裂纹深度比和间距对试样极限荷载的影响

3.1.1裂纹深度比为1/3

3.1.2裂纹深度比为2/3

3.1.3裂纹深度比为1

3.2裂纹初始方位对试样极限荷载的影响

3.3裂纹扩展对试样软化行为的影响

3.4破坏形态及其控制因素

3.5岩石破裂的失效状态

3.6岩石破裂的失效准则

3.7本章小结

第4章非穿透裂纹形状对岩石力学特性的影响

4.1三点弯曲试验

4.2非穿透裂纹形状对岩石强度特性的影响

4.3非穿透裂纹形状对裂纹扩展的影响

4.4非穿透裂纹形状对岩石材料失稳韧度的影响

4.5本章小结

第5章循环荷载下非穿透裂纹影响的岩石损伤演化规律研究

5.1含非穿透裂纹试样的循环加载试验

5... 查看详情

本书适用于岩土工程、地质工程领域的科研人员及工程技术人员参考,也可作为高等院校相关专业研究生教材。


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