摘要(Abstract):
为了研究岩石在加载过程中的细观损伤演化规律,对含预制裂纹的大理岩进行细观损伤试验;采用扫描电子显微镜对试件进行实时观测,通过细观图像,提取裂纹的方位角、长度等有效信息,统计裂纹各种参数的分布规律,对翼裂纹的扩展进行定性和定量分析。结果表明,随着压力的增大,翼裂纹逐渐向主压应力方向发展,翼裂纹的长度和面积呈加速发展趋势,并且翼裂纹以自相似方式演化,分叉角越大,断裂韧度及断裂时的最大应力也越大。
关键词(KeyWords): 岩石力学;细观损伤;扫描电子显微镜;大理岩;预制裂纹;损伤演化
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(41831278)
作者(Author): 吴俊宇,谢东谊,朱珍德,谢兴华
DOI: 10.13349/j.cnki.jdxbn.20210513.003
参考文献(References):
[1] 蔡美峰,何满潮,刘东燕.岩石力学与工程[M].北京:科学出版社,2002.
[2] 朱珍德,黄强,王剑波,等.岩石变形劣化全过程细观试验与细观损伤力学模型研究[J].岩石力学与工程学报,2013,32(6):1167-1175.
[3] 赵忠虎,谢和平.岩石变形破坏过程中的能量传递和耗散研究[J].四川大学学报(工程科学版),2008,40(2):26-31.
[4] DOUGILL J W,LAUJ C,BURTN J.Toward a theoretical model for progressive failure and softening in rock,concrete and similar materials[J].Mechanics in Engineering,1976,60(32):335-355.
[5] 徐涛,唐春安,张哲,等.单轴压缩条件下脆性岩石变形破坏的理论、试验与数值模拟[J].东北大学学报(自然科学版),2003,24(1):87-90.
[6] 杨友卿.岩石强度的损伤力学分析[J].岩石力学与工程学报,1999,18(1):23-27.
[7] 王龙飞,张盛,韦四江,等.岩石破坏全场变形演化规律的试验研究[J].煤炭科学技术,2019,47(4):83-89.
[8] 苏仲杰,范子博,黄厚旭,等.变形破坏围岩主应力演化规律[J].中国地质灾害与防治学报,2015,26(3):70-74.
[9] KASSNER M E,NEMAT-NASSER S,SUO Z G,et al.New directions in mechanics[J].Mechanics of Materials,2005,37(2/3):231-259.
[10] BRACE W F,BOMBOLAKIS E G.A note on brittle crack growth in compression[J].Journal of Geophysical Research,1963,68(12):3709-3713.
[11] 许江,田傲雪,程立朝,等.砂岩双面剪切细观损伤特性试验研究[J].岩石力学与工程学报,2015,34(增刊2):3642-3651.
[12] 唐海,易帅,袁超,等.砂岩加载过程中的细观损伤试验研究[J].岩石力学与工程学报,2019,38(3):487-498.
[13] HU J H,YANG D J.Meso-damage evolution and mechanical characteristics of low-porosity sedimentary rocks under uniaxial compression[J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2020,30(4):1071-1077.
[14] 张国凯,李海波,夏祥,等.岩石细观结构及参数对宏观力学特性及破坏演化的影响[J].岩石力学与工程学报,2016,35(7):1341-1352.
[15] 宫伟力,吴小东,张自翔,等.基于CT扫描的煤岩细观损伤特性研究[J].煤炭科学技术,2018,46(9):117-125.
[16] 倪骁慧,朱珍德,李晓娟,等.循环荷载下花岗岩细观损伤量化试验研究[J].岩土力学,2011,32(7):1991-1995.
[17] 陈松,乔春生,叶青,等.冻融荷载下节理岩体的复合损伤模型[J].哈尔滨工业大学学报,2019,51(2):100-108.
[18] 杨更社,申艳军,贾海梁,等.冻融环境下岩体损伤力学特性多尺度研究及进展[J].岩石力学与工程学报,2018,37(3):545-563.
[19] 张慧梅,王焕,张嘉凡,等.CT尺度下冻融岩石细观损伤特性分析[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2020,39(1):51-56.
[20] 张峰瑞,姜谙男,杨秀荣,等.冻融循环下花岗岩剪切蠕变试验与模型研究[J].岩土力学,2020,41(2):509-519.
[21] 罗军辉,冯平,哈力旦 A,等.MATLAB 7.0在图像处理中的应用[M].北京:机械工业出版社,2005.
[22] 刘莹,胡敏,余桂英,等.分形理论及其应用[J].江西科学,2006(2):205-209.
[23] 谢和平.分形-岩石力学导论[M].北京:科学出版社,1996.