圆孔裂纹平台巴西圆盘的应力强度因子标定与影响因素研究

本文主要探讨的是圆孔内单边裂纹平台巴西圆盘（HSCFBD）和圆孔内双边裂纹平台巴西圆盘（HCFBD）的应力强度因子的全面标定。这两种新型试样是在传统的径向压缩含内单边裂纹的圆环型试样基础上创新设计的，旨在提供一个更为精确和实际的断裂力学测试平台。作者团队利用有限元分析方法对这些试样进行了深入研究，重点考虑了不同的内外半径比（γ = r/R）、无量纲裂纹长度（α = a / (R - r)）以及平台角（2β）等因素对应力强度因子（Y）的影响。 研究结果显示，随着内外半径比的增大和平台角的减小，无量纲应力强度因子Y呈现增大的趋势。这一发现对于理解和预测实际结构中的断裂行为至关重要，因为这些参数可能直接影响到材料的性能和结构的安全性。通过详细的数值分析，论文给出了Y与参数之间关系的曲线以及拟合公式，该拟合公式具有较高的精度，计算结果与数值标定结果的相对误差控制在±1.39%以内，证明了分析方法的有效性。 文中还特别提到了适用性，推荐了针对测试Ⅰ型（张开型）断裂韧度的HSCFBD和HCFBD的最佳参数组合。此外，作者团队不仅进行了HCFBD的初步实验验证，还将其与国际岩石力学学会建议的其他标准试样，如人字形切槽巴西圆盘，进行了对比试验，以进一步确认新设计的适用性和优越性。 这篇论文为评估和优化圆孔内裂纹平台巴西圆盘在断裂力学测试中的性能提供了重要的理论依据和技术指导，对于提高土木工程和采矿工程中岩石材料的断裂力学研究具有重要意义。