论各向异性岩石的混合模式I/II裂缝增长理论的验证

我们通过与新的实验数据的比较，评估了三种著名的断裂增长理论在预测各向异性岩石的裂缝轨迹方面的准确性。报告了在四种不同比例的混合模式I/II载荷下，对变质的Grimsel花岗岩进行的99次断裂韧性测试结果。对于每个比例，还分析了各向异性方向对断裂生长方向的影响。我们的结果表明，对于某些载荷配置，各向异性抵消了确定裂纹生长方向的载荷影响，而在其他配置中，这些因素相互加强。为了评估断裂生长理论的准确性，我们将扭结角和有效断裂韧性的实验结果与最大切向应力（MTS）、最大能量释放率（MERR）和最大应变能量密度（MSED）标准的预测结果进行比较。这些标准首先被评估为文献中采用的经典形式。结果表明，基于能量的标准在其经典形式下不能产生良好的预测。然后我们提出了ERR和SED函数的修改形式，其中拉伸和剪切成分被分解。这些修改后的形式对断裂生长路径的预测明显更好。对三个标准的评估表明，即使在修改后的形式下，修改后的MSED标准也是最不准确的模型，而MTS和修改后的MERR预测的结果与实验结果很匹配。