透明脆性巖石相似材料內(nèi)置三維裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)研究.pdf

1、巖石是一種含有大量裂隙、孔洞等缺陷的非勻質(zhì)材料，這些缺陷在自然及人為因素作用下起裂、擴(kuò)展、相互貫通對(duì)巖體的破壞模式和力學(xué)特性產(chǎn)生重要影響，使得巖體強(qiáng)度降低，剛度變小，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)工程地質(zhì)災(zāi)害，如巖爆、塌方、滑坡等。因此，研究含裂隙巖體的破壞機(jī)制問(wèn)題一直是工程地質(zhì)界關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。在以往的研究中，大多將其簡(jiǎn)化為平面應(yīng)力或平面應(yīng)變問(wèn)題，但本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，無(wú)論是裂紋還是巖石本身都具有三維特性，簡(jiǎn)化的研究方法將導(dǎo)致很多重要的三維裂紋擴(kuò)展信息丟失

2、。所以，開(kāi)展巖石類脆性材料中三維裂紋的擴(kuò)展、貫通機(jī)制的試驗(yàn)研究對(duì)巖體工程的設(shè)計(jì)、施工等具有深遠(yuǎn)的意義。
　　在真實(shí)巖石材料中預(yù)制具有一定幾何分布規(guī)律的三維裂紋是十分困難的工作，國(guó)內(nèi)外學(xué)者通常采用相似材料來(lái)模擬巖石類脆性材料中三維裂紋的擴(kuò)展規(guī)律。相似材料首先要與巖石材料滿足一定的相似準(zhǔn)則，其次要便于試驗(yàn)時(shí)觀察裂紋在試樣內(nèi)部的擴(kuò)展演化過(guò)程。鑒于以上問(wèn)題，本文采用環(huán)氧樹(shù)脂和松香制作試樣，橢圓形薄云母片作為預(yù)置裂隙，并在低溫冷凍條件下進(jìn)行

3、單軸壓縮試驗(yàn)，研究三維裂紋的擴(kuò)展、貫通規(guī)律，具體工作及主要成果如下：
　?、傺兄瞥隽舜嘈远攘己玫耐该鞔嘈詭r石相似材料，在低溫下對(duì)材料進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)，材料的破壞與真實(shí)巖石一致的典型脆性劈裂破壞。
　?、诟鶕?jù)試驗(yàn)?zāi)康脑敿?xì)介紹含裂紋試樣的設(shè)計(jì)和制作工藝，對(duì)試驗(yàn)時(shí)涉及到的儀器設(shè)備進(jìn)行分析介紹，以便進(jìn)行試驗(yàn)操作和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集分析。
　?、垩芯亢S單裂紋試樣在單軸壓縮條件下裂紋擴(kuò)展機(jī)制，分析裂紋傾角對(duì)裂紋起裂、擴(kuò)展模式及強(qiáng)度

4、變化規(guī)律的影響。與單軸壓縮條件下二維單裂紋擴(kuò)展相比，三維裂紋的擴(kuò)展過(guò)程要復(fù)雜得多，一些次生裂紋，如花斑狀裂紋等僅在三維裂紋的擴(kuò)展中才能被觀測(cè)到。
　?、苎芯亢瑑蓷l三維平行裂紋試樣在單軸壓縮條件下裂紋擴(kuò)展、貫通機(jī)制，分析裂紋傾角、巖橋角對(duì)裂紋起裂、擴(kuò)展、貫通模式及強(qiáng)度變化規(guī)律的影響。
　?、菅芯亢龡l三維平行裂紋試樣在單軸壓縮條件下裂紋擴(kuò)展、貫通機(jī)制，分析不同裂隙傾角，巖橋角下預(yù)制裂紋的擴(kuò)展、貫通模式及其強(qiáng)度變化規(guī)律，并分析對(duì)