单轴压缩下孔洞砂岩细观破裂演化规律

论文摘要

采用INSTRON-1346型液压伺服控制试验机对含圆形、梯形、马蹄形和正方形4种孔洞的板样红砂岩进行单轴压缩试验,并借助数字图像相关技术观测和分析砂岩试样的变形和破裂演化过程,研究孔洞形状对岩石力学特性和断裂损伤演化规律的影响。研究结果表明:岩石抗压强度和弹性模量随着孔洞形状的不同而有不同程度的弱化,且梯形孔洞劣化作用最明显;含不同孔洞形状砂岩的破坏模式整体呈对角剪切破坏,但局部破坏存在一定差异;含孔洞岩样在单轴压缩条件下的变形损伤和演化过程均经历微孔隙压密与拉伸裂纹萌生阶段、拉伸裂纹稳定扩展阶段、次生裂纹萌生阶段、次生裂纹快速扩展阶段、远场裂纹萌生与繁衍阶段以及宏观剪切形成与破坏阶段这6个阶段;拉伸裂纹在加载全过程中经历"张开—闭合—重新张开"的过程;孔洞周围次生裂纹的起裂大多为张拉和剪切破坏共同作用的结果,其后剪切作用逐渐对裂纹的扩展起主导作用。

论文目录

• 1 试验设计
•   1.1 试验材料
•   1.2 孔洞试样制备
•   1.3 试验过程
• 2 试验结果与分析
•   2.1 含孔洞砂岩抗压强度和变形特性分析
•   2.2 含孔洞砂岩破坏模式
•   2.3 含孔洞砂岩变形演化与断裂分析
•     2.3.1 应变演化
•     2.3.2 含孔洞砂岩变形损伤演化特征
• 3 含孔洞砂岩拉伸裂纹的扩展演化规律
• 4 含孔洞砂岩次生裂纹断裂扩展模式识别
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 赵国彦,王恩杰,吴浩,邱菊,戴怡文

关键词: 岩石力学,孔洞砂岩,数字图像相关方法,孔洞形状,裂纹扩展

来源: 中南大学学报(自然科学版) 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: 中南大学资源与安全工程学院

基金: 中南大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2018zzts747),国家自然科学基金资助项目(51774321)~~

分类号: TU45

页码: 1891-1900

总页数: 10

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