基于聲發(fā)射和圖像處理技術(shù)對(duì)類(lèi)巖石材料破裂過(guò)程的模型試驗(yàn)研究.pdf

1、由于復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和賦存條件，巖石是一種典型的不連續(xù)介質(zhì)，存在一些如礦物解理、微裂隙、粒間空隙、晶格缺陷等內(nèi)部缺陷。國(guó)內(nèi)外學(xué)者經(jīng)過(guò)大量研究發(fā)現(xiàn)，在受力的情況下，這些軟弱結(jié)構(gòu)面會(huì)張開(kāi)、擴(kuò)展并貫通引起巖石的失穩(wěn)甚至破壞。因此，進(jìn)行含預(yù)制裂紋試樣的相似模型試驗(yàn)研究，對(duì)實(shí)際工程有重要的指導(dǎo)意義。關(guān)于含兩根預(yù)制裂紋的試樣，學(xué)者們做了大量的研究工作，但沒(méi)有綜合考慮空間布置對(duì)試樣破壞過(guò)程的影響。本文為了研究裂紋空間布置因素對(duì)起裂模式、破壞模式、試樣力

2、學(xué)特性以及試樣表面位移變化的影響，基于聲發(fā)射和圖像處理技術(shù)主要做了以下工作并取得了相應(yīng)成果：
　?、賹?duì)預(yù)制裂紋尖端微裂紋出現(xiàn)的先后順序進(jìn)行了描述，并對(duì)新生裂紋的類(lèi)型進(jìn)行了歸類(lèi)：翼型裂紋，次生共面裂紋和次生傾斜裂紋?？紤]了裂紋的空間布置因素對(duì)起裂模式和破壞模式影響：隨著裂紋傾角增大，當(dāng)裂紋間距比較小時(shí)，試樣破壞模式由剪切破壞向張拉破壞轉(zhuǎn)變，而當(dāng)裂紋間距比較大時(shí)，試樣破壞模式在張拉破壞的幾種模式之間轉(zhuǎn)變；隨著裂紋間距的變大，試樣由剪切

3、破壞向張拉破壞轉(zhuǎn)變；隨著裂紋未連通率變化，試樣破壞模式主要在張拉破壞的幾種模式之間轉(zhuǎn)變。
　　②分析在不同空間分布下試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，考慮了裂紋的空間布置因素對(duì)試樣力學(xué)特性的影響：隨著裂紋傾角的變大，試樣的起裂應(yīng)力有先減小后增大的，也有一直增大的，而峰值應(yīng)力有先增大后減小的，也有一直增大的；隨著裂紋間距的變大，試樣的起裂應(yīng)力和峰值應(yīng)力都是先減小后增大；隨著裂紋未連通率變小，試樣的起裂應(yīng)力和峰值應(yīng)力都是先減小后增大。
　　

4、③根據(jù)試樣破壞過(guò)程中的聲發(fā)射數(shù)據(jù)和應(yīng)力應(yīng)變曲線，分析每個(gè)試樣破壞過(guò)程中的聲發(fā)射特征，得到如下結(jié)論：剪切破壞模式中產(chǎn)生聲發(fā)射事件的水平比較低，其變化趨勢(shì)與應(yīng)力應(yīng)變曲線基本一致；張拉破壞模式中產(chǎn)生聲發(fā)射事件的水平比較高，其變化趨勢(shì)與應(yīng)力應(yīng)變曲線有較大的不同。
　?、芡ㄟ^(guò)觀察試樣的位移矢量圖和數(shù)值模擬結(jié)果，分析了裂紋起裂和試樣破壞時(shí)的位移變化情況，得到如下結(jié)論：起裂時(shí)，試樣變形一般以壓縮變形為主，試樣一般有向下方移動(dòng)的趨勢(shì)；破壞時(shí)，試樣