1. 引言 (Introduction)
- 背景：文章讨论了岩石抗拉强度在岩土工程项目中的重要性，以及准确估计准脆性岩石材料真实抗拉强度的困难。
- 问题：抗拉强度的变异性受多种因素影响，包括试样形状、大小、测试方法和加载条件。
- 目的：提出一种新的方法来解释岩石在不同测试条件下的抗拉强度变化。
2. 材料和方法 (Materials and methods)
- 岩石类型：研究选择了四种岩石类型，包括红砂岩、白色粗粒大理石、细粒花岗岩和粗粒花岗岩，以覆盖不同类型的岩石和不同的粒径。
- 基本物理力学性质：使用国际岩石力学学会（ISRM）建议的方法确定了岩石的基本物理和力学性质。
- 环状实验：使用环状试样进行实验，以研究不同中心孔径对岩石抗拉强度的影响。
- 确定固有断裂韧性 (KIi)：通过半圆形弯曲（NSCB）试验来确定岩石试样的断裂韧性。
3. 发展的耦合有限断裂力学 (The developed coupled finite fracture mechanics)
- 耦合FFM：介绍了耦合有限断裂力学（FFM）模型，该模型结合了能量准则和应力准则，用于预测材料在不同条件下的破坏应力。
- 能量准则：使用能量准则来确定断裂过程区（FPZ）的长度。
- 应力准则：使用应力准则来确定岩石的抗拉强度。
4. 结果和讨论 (Results and discussions)
- 确定ℓpz和σtc：通过实验和耦合FFM模型，确定了不同岩石类型和几何形状下的FPZ长度和抗拉强度。
- ℓpz – σtc关系：发现FPZ长度和抗拉强度之间存在幂律关系，这一关系可以帮助解释岩石抗拉强度的变化。
- 应用示例：展示了如何使用提出的框架来预测结构在拉伸载荷下的破坏。
5. 结论 (Conclusions)
- FPZ长度的重要性：提出的方法强调了在给定样本下，首先确定FPZ长度的重要性，然后使用合适的应力准则来估计样本的最终承载能力。
- 抗拉强度的影响因素：抗拉强度受样本几何形状和外部测试条件的影响，这些因素改变了试样内的应力集中状态，从而影响其抗拉承载能力。
- 预测承载能力：通过准确确定FPZ长度，可以预测相同材料的均匀结构在不同几何形状和应力集中器下的破坏载荷。
文章通过实验和理论分析，提出了一种新的方法来解释和预测岩石抗拉强度的变化，这对于岩土工程中的结构设计和稳定性分析具有重要意义。
参考文献
Aligholi, S., Torabi, A. R., Serati, M., & Masoumi, H. (2024). The length of fracture process zone deciphers variations of rock tensile strength. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 182, 105885. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2024.105885
