Phase-field modeling of crack growth and interaction in rock

聚结(物理) 成核 材料科学 裂缝闭合 岩土工程 应力场 地质学 机械 裂纹扩展阻力曲线 断裂力学 计算机模拟 结构工程 复合材料 工程类 有限元法 物理 热力学 天体生物学
作者
Bin Xu,Tao Xu,Yanchao Xue,Michael Heap,P.G. Ranjith,P.L.P. Wasantha,Zhiguo Li
出处
期刊:Geomechanics and geophysics for geo-energy and geo-resources [Springer Nature]
卷期号:8 (6) 被引量:11
标识
DOI:10.1007/s40948-022-00497-w
摘要

A better understanding of crack growth and interaction in rock is of great significance to investigate the mechanical properties of rock at a macroscopic scale. In the present paper, we present and implement a crack growth model into the phase field method (PFM) to investigate crack nucleation, growth, and interaction in rock. The PFM-based crack growth model is validated against constant strain rate tests on sandstone samples containing a single pre-existing inclined crack in which digital image correlation was used to monitor crack growth and deformation. The numerical failure patterns and stress–strain curves are in good agreement with the laboratory experimental results. The experimental and numerical results both demonstrate that the initiation position of the wing cracks changes from the middle to the tips of the pre-existing crack as the pre-existing crack inclination angle is increased. The numerical simulation results also show that the rock bridge ligament angle (β) exerts an important influence on crack interaction and the peak stress of sandstone containing two pre-existing cracks. Furthermore, three different types of crack coalescence (non-coalescence mode, inner-inner tips coalescence mode, and inner-outer tip coalescence mode) were observed at different rock bridge ligament angles. The extended PFM-based crack growth model presented in this paper helps to understand the complex fracture process of rock in an engineering geological environment.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
顺心的定帮完成签到 ,获得积分10
1秒前
kunkun完成签到,获得积分10
1秒前
Owen应助虚幻皮卡丘采纳,获得10
1秒前
一二发布了新的文献求助10
2秒前
爱吃肥牛完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
5秒前
11秒前
虚幻皮卡丘完成签到,获得积分20
12秒前
12秒前
ayayaya完成签到 ,获得积分10
13秒前
15秒前
搞怪沛白发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
liu bo完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
PPSlu完成签到,获得积分10
17秒前
所所应助邵竺采纳,获得10
17秒前
18秒前
友00000完成签到 ,获得积分10
20秒前
Hcollide完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
hanleiharry1发布了新的文献求助10
21秒前
义气高丽完成签到 ,获得积分10
22秒前
万能图书馆应助搞怪沛白采纳,获得30
23秒前
23秒前
嘿嘿嘿发布了新的文献求助10
23秒前
applelpypies完成签到 ,获得积分10
24秒前
一一应助虚幻皮卡丘采纳,获得10
24秒前
可爱的函函应助好吃采纳,获得30
26秒前
贾舒涵发布了新的文献求助10
26秒前
丘比特应助迅哥采纳,获得10
27秒前
饼饼发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
Sssmmmyy完成签到,获得积分10
29秒前
31秒前
toking发布了新的文献求助10
32秒前
34秒前
35秒前
37秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3134943
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2785901
关于积分的说明 7774393
捐赠科研通 2441736
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1298162
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625079
版权声明 600825