Введение
Глава 1. Анализ исследований по длительной прочности хрупких сред. Трещиностойкость и прочность горных пород при неоднород-ном напряженном состоянии. Современное состояние вопроса 15
1.1. Механическая и кинетическая концепции прочности 15
1.2. Развитие кинетических, термофлуктуационных представлений о природе прочности 19
1.3. Прочность твердых сред в условиях неоднородного поля напряжений 25
1.4. Трещиностойкость хрупких сред. Закономерности распространения трещин
1.4.1. Измерение трещиностойкости 30
1.4.2. Стандарты измерения трещиностойкости .36
1.4.3. Закономерности распространения трещин 40
1.5. Задачи диссертационной работы 44
Глава 2. Исследование длительной прочности хрупких материалов и горных пород 45
2.1. Кинетическая концепция прочности Журкова С.Н 46
2.2. Безопасное напряжение в кинетической модели прочности. Диапазон напряжений, где применима формула долговечности Журкова С.Н 48
2.3.Методика определения постоянных, входящих в уравнение долговечности 59
2.3.1. Методика испытаний 61
2.3.2 Обработка результатов
2.3.3. Апробация методики на горных породах и моделирующих их средах .66
2.3.4. Применение методики к одноосному сжатию горных пород .74
2.3.5. Перенесение полученных данных на режим испытаний при постоянном напряжении 80
2.4. О справедливости критерия суммирования повреждений 82
2.5. Связь начальной энергии активации разрушения с трещиностойкостью горных пород .88
Выводы по главе 2 97
Глава 3. Разрушение горных пород в неоднородных полях напряжений 99
3.1. Определение структуры среды 100
3.2. Характеристика неравномерности поля напряжений Le .103
3.3. Измерение прочности горных пород на растяжение методом “бразильская проба”. Соотношение получаемых величин с прочностью на одноосное растяжение 105
3.4. Измерение прочности горных пород трех- и четырехточечным изгибом 114
3.4.1. Соотношение прочности на трех- и четырехточечный изгиб 114
3.4.2. Расчет максимальных напряжений по измеренным значениям изгибающего момента с учетом нелинейного характера эпюр напряжений .116
3.4.3. Применение статистического подхода Вейбулла к анализу прочности испытанных горных пород .120
3.4.4. Расчет изгибной прочности горных пород с применением нелокальных критериев разрушения 122
3.5. Определение прочности горных пород на растяжение по измеренным значениям изгибной прочности .129
3.6. Модифицированный метод “бразильская проба”. Учет концентрации поля напряжений при испытаниях дисковых образцов с осевым отверстием 137
3.6.1. Экспериментальные результаты измерения прочностей образцов с центральным осевым отверстием .143
3.6.2. Расчет прочности образцов с осевым отверстием при применении нелокальных критериев разрушения 146
3.6.3. Сравнение полей напряжений при раскалывании по образующей сплошных кернов и образцов с осевым отверстием .156
Выводы по главе 3 158
Глава 4. Измерение трещиностойкости хрупких материалов .160
4.1. Определение трещиностойкости хрупких сред методом расклинивания компактного образца 160
4.1.1. Анализ процесса расклинивания на основе метода податливостей 160
4.1.2. Численное решение задачи о нагружении сосредоточенными силами квадратного образца с разрезом .163
4.1.3. Экспериментальное определение коэффициентов матрицы податливости квадратного образца с разрезом 168
4.1.4. Энергетический баланс при расклинивании 181
4.1.5. Учет вертикальной компоненты расклинивающей силы при определении коэффициента интенсивности напряжений .184
4.2. Методика определения удельной поверхностной энергии разрушения .193
4.2.1. Статические испытания 196
4.2.2. Определение динамической трещиностойкости 199
4.3. Определение критического коэффициента интенсивности напряжений силовым способом 202
4.4. Определение коэффициентов интенсивности напряжений с помощью оптического метода каустики .205
4.4.1. Основные принципы и соотношения .206
4.4.2. Определение трещиностойкости в динамическом режиме .211
4.4.3. Методические вопросы определения К по теневым картинкам .216
4.4.4. Статические эксперименты 218
4.4.5. Динамические эксперименты 224
4.4.6. Результаты экспериментального сравнения значений трещиностойкости, полученных по обеим экспериментальным методикам .226 Выводы по главе 4 .228
Заключение 231
Литература
