低温高含水增韧
通过非对称四点弯曲试验,系统揭示了温度和含水量对冻土 II 型断裂韧性的影响规律,为寒区工程结构设计提供了新的量化依据。
华卫航 · 张慧梅 · 王永涛 · Li, Zengle · Chen, Shiguan
Journal of Ceramic Processing Research 2024
断裂韧性随温度降低而增大,从 −5 °C 到 −10 °C 平均提高 22.5%,从 −10 °C 到 −15 °C 平均提高 8.2%,意味着在更寒冷条件下冻土抵抗剪切断裂的能力更强。
含水量增加同样提升断裂韧性,从 20% 到 23% 平均提高 22%,从 23% 到 25% 平均提高 5.3%,说明较高含水量(接近饱和)的冻土具有更好的抗剪切开裂能力。
XFEM 模拟得到的载荷-位移曲线与试验结果一致,证明该方法可用于冻土 II 型断裂韧性和裂纹扩展的数值模拟,减少了重复试验需求。