- Классические критерии разрушения, основанные на базовых испытаниях (сжатие, растяжение, сдвиг) не всегда отражают реальные процессы разрушения.
- В ряде случаев более устойчивыми являются материалы с меньшими пределами прочности.
- Это объясняется механизмами хрупкого распространением трещин в твердых телах.
- Механизм распространения трещин носит динамический характер и является причиной выбросов, горных ударов, потери устойчивости целиков, обрушения уступов и др.
Особенности хрупкого разрушения
- Хрупкое разрушение твердого тела происходит при сравнительно малых пластических деформациях, поэтому удельная работа разрушения, очень мала.
- Хрупкое разрушение характеризуется нестабильным распространением трещины под действием концентрации напряжений в устье трещины.
Факторы, влияющие на разрушение:
- наличие концентраторов напряжений в виде микро- и макротрещин;
- неравномерность механических свойств в объеме, обусловленная геологическим строением горной породы;
- сложно напряженное состояние с наличием компонент растягивающих напряжений в вершине трещины;
- динамический характер приложения нагрузки;
- нагрев-охлаждение (температура).
Классификация трещин
•Трещина первого типа ( тип I) может распространяться под действием растягивающих напряжений.
•Трещина второго типа ( тип II) распространяетсяпод действием сдвиговых усилий, направленных поперечно сдвигу, когда верхняя и нижняя поверхности трещины скользят друг по другу
•Трещина третьего типа ( тип III) образуется при разрезании плоского тела ножницами, когда поверхности трещин скользят друг по другу под действием сдвиговых усилий, направленных вдоль линии фронта трещины.
Типы трещин
 |
Трещина первого типа
Компоненты напряжений вблизи трещины первого типа:
(9.3.1)
где K 1 - коэффициент интенсивности напряжений для трещины нормального отрыва
; (9.3.2)
r и θ - расстояние от вершины трещины и угол поворота
относительно оси 0-x (полярная система координат);
p(ξ) - распределение нормальных напряжений на бесконечности.
Смещения вблизи трещины первого типа
, (9.3.3)
где G – модуль сдвига;
χ =(3 - ν)/(1+ ν) для плоского напряженного состояния и
χ =3 - 4 ν для плоской деформации.
Здесь при у = 0, х > 0 (θ =0˚), т.е. вдоль оси 0 - x имеем:
; (9.3.4)
. (9.3.5)
При x =0, y > 0 (θ =90˚), т.е. вдоль оси 0 - y имеем:
; (9.3.6)
. (9.3.7)
Коэффициент интенсивности напряжений при постоянной внешней растягивающей нагрузке
Т.е. при p (ξ)= p =const, составляет 
(9.3.8)
