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 BV]
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
ysx完成签到,获得积分10
刚刚
优雅枫叶发布了新的文献求助10
1秒前
小依爱摸鱼完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
坛子完成签到,获得积分10
1秒前
nicholasgxz完成签到,获得积分10
1秒前
风息完成签到,获得积分10
2秒前
窦房结完成签到 ,获得积分10
2秒前
翟思宇发布了新的文献求助10
2秒前
简单的老头完成签到,获得积分10
2秒前
qingzheng1019完成签到,获得积分10
3秒前
影子发布了新的文献求助10
3秒前
北冥琉玥完成签到,获得积分10
3秒前
麦芒拾音柴完成签到,获得积分10
3秒前
Ali完成签到,获得积分10
3秒前
我想进步完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
阿白完成签到 ,获得积分10
4秒前
丰富的往事完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI6.4应助cqzhang采纳,获得10
4秒前
幺幺完成签到,获得积分10
4秒前
YYyw完成签到,获得积分10
4秒前
银河里完成签到 ,获得积分10
5秒前
粱自中发布了新的文献求助10
5秒前
不打游戏_完成签到,获得积分10
5秒前
七颗茶香豆应助珍惜采纳,获得10
5秒前
shujuecn发布了新的文献求助10
5秒前
独特的紫雪完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI2S应助哈哈哈采纳,获得10
6秒前
6秒前
lizhenya完成签到 ,获得积分10
7秒前
wanci应助wang采纳,获得10
8秒前
Jerry完成签到,获得积分10
8秒前
墨扬完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
花花发布了新的文献求助10
8秒前
诚心的水杯完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
端无发布了新的文献求助10
9秒前
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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7739175
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9288108
关于积分的说明 20187257
捐赠科研通 7317308
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3306034
关于科研通互助平台的介绍 2458554
邀请新用户注册赠送积分活动 2315987