On the link between fracture toughness, tensile strength, and fracture process zone in anisotropic rocks

材料科学 断裂韧性 数字图像相关 极限抗拉强度 复合材料 各向异性 断裂(地质) 断裂力学 变形(气象学) 韧性 拉伸试验 光学 物理
作者
Nathan Dutler,Morteza Nejati,Benoît Valley,Florian Amann,Giulio Molinari
出处
期刊:Engineering Fracture Mechanics [Elsevier]
卷期号:201: 56-79 被引量:128
标识
DOI:10.1016/j.engfracmech.2018.08.017
摘要

This paper presents experimental results on the anisotropy of the fracture toughness, Brazilian tensile strength, and the fracture process zone (FPZ) in granodiorite samples. The fracture toughness is measured using semi-circular bending tests, while Brazilian disk tests were conducted to measure the tensile strength indirectly. Digital image correlation (DIC) was employed to obtain full-field surface deformation associated with the fracture propagation and identify the FPZ. An averaging scheme is proposed to determine the length and width of the FPZ from the strain field. The DIC results confirm a semi-elliptical FPZ developing ahead of the crack tip, with an average length-to-width ratio of approximately two. The results also indicate that the theoretical models such as Irwin and strip-yield with uniform traction, which are based on plastic deformation near the crack tip, underestimate the extent of the inelastic zone, while the strip-yield model with a linear cohesion stress distribution overestimate the length of the process zone. The anisotropy ratio of the FPZ length obtained from the models, however, agrees very well with the ratio obtained from the DIC measurements. This evidence supports the basis of the theoretical models that predict the FPZ length to be proportional to the square of fracture toughness over tensile strength.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
十八完成签到 ,获得积分10
2秒前
勤恳的板凳完成签到 ,获得积分10
4秒前
zxq完成签到 ,获得积分10
6秒前
忧虑的静柏完成签到 ,获得积分10
7秒前
LingMg完成签到 ,获得积分10
10秒前
leilei完成签到,获得积分10
12秒前
小白完成签到 ,获得积分10
19秒前
LELE完成签到 ,获得积分10
19秒前
木可可可完成签到 ,获得积分10
20秒前
小学徒完成签到 ,获得积分10
21秒前
坚定的苑睐完成签到 ,获得积分10
30秒前
龙弟弟完成签到 ,获得积分10
30秒前
害羞平凡完成签到,获得积分10
31秒前
王kk完成签到 ,获得积分10
40秒前
jason完成签到 ,获得积分10
41秒前
whuhustwit完成签到,获得积分10
41秒前
Ariel完成签到 ,获得积分10
42秒前
所所应助锦如采纳,获得10
43秒前
暴躁的冬菱完成签到,获得积分10
52秒前
培培完成签到 ,获得积分10
53秒前
李大胖胖完成签到 ,获得积分10
54秒前
54秒前
GTR的我完成签到 ,获得积分10
59秒前
锦如发布了新的文献求助10
59秒前
dongqulong完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Oculus完成签到 ,获得积分10
1分钟前
左白易完成签到,获得积分10
1分钟前
战战兢兢的失眠完成签到 ,获得积分10
1分钟前
健壮可冥完成签到 ,获得积分10
1分钟前
木子李完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yong完成签到 ,获得积分10
1分钟前
单纯的小土豆完成签到 ,获得积分0
1分钟前
风雨晴鸿完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小宇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
锦如完成签到,获得积分10
1分钟前
久伴久爱完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
偏振光完成签到,获得积分0
1分钟前
cjl完成签到 ,获得积分10
1分钟前
506407完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6051269
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7857905
关于积分的说明 16267509
捐赠科研通 5196312
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2780578
邀请新用户注册赠送积分活动 1763511
关于科研通互助平台的介绍 1645535