沿材料界面垂直的裂缝能量释放速率的近似公式
摘要：岩层的形成往往以存在随时间逐渐发展的亚临界裂缝为特征，在不断演变的应力场下。在机械层状系统中，这些裂缝可以绕在层间或穿透到相邻地层中。脆性材料中裂缝的发展通常依赖于能量释放速率，然而在裂缝尖端接近材料界面时，不存在闭合形式的解析解。在本研究中，我们提出了一种新的经验公式，用于计算对称三层系统中垂直于材料界面的裂缝尖端的能量释放速率。在这些公式中，归一化的能量释放速率被表示为将归一化的刚度模量与裂缝长度积分的基本项的乘积和考虑材料界面存在的修正因子。后者被假设依赖于两个量：裂缝长度与内层厚度的比值，以及内层和外层材料刚度之间的对比。通过将仔细选择的表达式的参数拟合到一组有限元解的预测结果，以使其精确到数值结果的百分之一的精度，从而得到修正因子。
作者：Juan Michael Sargado, Michael Welch and Michael L"uthje (Danish Offshore Technology Centre, Technical University of Denmark)
论文ID：2210.06315
分类：Geophysics
分类简称：physics.geo-ph
提交时间：2022-10-13