岩石拉伸断裂试验与破断机理

本书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。本书围绕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，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。本书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。 本书可供从事岩石力学、断裂力学、岩石工程安全性与稳定性等方面研究的科技人员及高等院校有关专业的师生参考。

第1章 绪论 1.1 岩石断裂力学研究意义 1.2 国内外研究现状 1.2.1 岩石拉伸型断裂韧度简介 1.2.2 岩石拉伸断裂试验回顾 1.2.3 存在的主要问题 第2章 ISRM建议方法的数值试验评估 2.1 引言 2.1.1 数值分析方法 2.1.2 细观参数标定 2.2 CB数值试验 2.3 SR数值试验 2.4 CCNBD数值试验 2.4.1 Ⅰ型断裂数值试验 2.4.2 Ⅰ-Ⅱ复合型（含Ⅱ型）断裂数值试验 2.5 SCB数值试验 2.6 本章讨论 2.7 本章小结 第3章 应力强度因子标定 3.1 引言 3.2 应力强度因子确定方法简介 3.2.1 应力外推法 3.2.2 位移外推法 3.2.3 基于应变能释放率的方法 3.2.4 基于J积分的方法 3.3 标定方法的验证 3.4 ISRM建议试样的应力强度因子 3.4.1 CB试样应力强度因子 3.4.2 SR试样应力强度因子 3.4.3 CCNBD试样应力强度因子 3.4.4 SCB试样应力强度因子 3.5 本章讨论 3.6 本章小结 第4章 断裂过程区评估 4.1 引言 4.2 断裂过程区长度评估与比较 4.3 断裂过程区影响评估与比较 4.4 试样尺寸和试验配置的影响 4.4.1 不同试样尺寸 4.4.2 不同支撑跨距 4.4.3 不同裂纹长度 4.5 本章讨论 4.6 本章小结 第5章 典型断裂试验方法室内试验研究 5.1 引言 5.2 CB、CCNBD和SCB试验结果比较 5.2.1 花岗岩基础力学性质 5.2.2 试样制备与试验描述 5.2.3 花岗岩断裂试验结果 5.3 CCNBD声发射试验研究 5.3.1 砂岩基础力学性质 5.3.2 试样制备与试验描述 5.3.3 试验结果 5.4 本章讨论 5.4.1 CCNBD与SCB是否偏保守的问题 5.4.2 理论评估与试验结果的异同 5.4.3 CCNBD计算公式的进一步探讨 5.4.4 “Ⅱ型”CCNBD断裂试验 5.4.5 SCB测试结果偏保守的原因 5.5 本章小结 第6章 人字形切槽半圆盘弯曲（CCNSCB）试验 6.1 引言 6.2 CCNSCB试验简介与应力强度因子标定 6.2.1 CCNSCB试样构形与测试原理 6.2.2 应力强度因子宽范围标定 6.2.3 分片合成法验证应力强度因子 6.3 CCNSCB试验方法的数值试验研究 6.4 CCNSCB与ISRM建议方法的理论比较 6.4.1 过程区影响的对比 6.4.2 T应力影响的对比 6.5 CCNSCB与ISRM建议方法的室内试验比较 6.6 本章讨论 6.7 本章小结 第7章 人字形切槽短棒弯曲（CNSRB）试验 7.1 引言 7.2 CNSRB试验的建立 7.2.1 CNSRB试样构形与加载配置 7.2.2 CNSRB试样应力强度因子标定 7.3 CNSRB试验的数值试验 7.4 CNSRB与其他试验方法的理论比较 7.4.1 过程区影响比较 7.4.2 T应力影响比较 7.5 CNSRB与ISRM建议方法的室内试验结果比较 7.5.1 CNSRB试验描述 7.5.2 CNSRB试验结果 7.6 本章讨论 7.6.1 理论评估与试验结果的一致性讨论 7.6.2 CNSRB试验的优势 7.6.3 本书研究手段的优势 7.7 本章小结 参考文献