玄武岩三维细观孔隙模型重构与直接拉伸数值试验

论文摘要

由于岩石材料的不透明性和多孔隙特性,通过传统的物理试验或数值模拟很难真实体现其内部三维细观结构.本文基于CT扫描技术、边缘检测算法、滤波算法、三维点阵映射与重构算法,构建了可以表征玄武岩试样内部孔隙结构的三维细观非均匀数值模型.结合并行计算进行直接拉伸数值试验,研究了内部孔隙结构特征对试样破坏机制及抗拉强度的影响.研究结果表明:加载初期在试样孔隙处产生初始裂纹,随着荷载的增加初始裂纹逐渐沿横向扩展最终形成宏观拉伸破坏裂纹,并且孔隙含量和分布位置对试样拉伸断裂的位置具有重要影响.随着孔隙率增高,试样破坏过程中的声发射数目和能量逐渐减小.拉伸破坏模式呈现脆性破坏特征,同时孔隙的存在削弱了试样的抗拉强度.

论文目录

• 1 构建数值模型
•   1.1 试样与CT扫描处理
•   1.2 CT扫描图像预处理
•   1.3 三维模型重构
• 2 数值试样“计算孔隙率”
• 3 数值试验结果与分析
•   3.1 试样表面裂纹分析
•   3.2 渐进式破坏过程分析
•   3.3 声发射结果分析
•   3.4 位移-应力曲线及抗拉强度
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 郎颖娴,梁正召,董卓

关键词: 玄武岩,孔隙,扫描,数字图像处理,有限元

来源: 工程科学学报 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,大连理工大学岩石破裂与失稳研究所

基金: 国家重点研发计划资助项目(2016YFB0201000),国家自然科学基金资助项目(51779031,51878190)

分类号: TU45

DOI: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.08.005

页码: 997-1006

总页数: 10

文件大小: 1312K

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