基于聲發(fā)射和圖像處理技術對類巖石材料破裂過程的模型試驗研究.pdf

1、由于復雜的地質構造和賦存條件，巖石是一種典型的不連續(xù)介質，存在一些如礦物解理、微裂隙、粒間空隙、晶格缺陷等內部缺陷。國內外學者經過大量研究發(fā)現(xiàn)，在受力的情況下，這些軟弱結構面會張開、擴展并貫通引起巖石的失穩(wěn)甚至破壞。因此，進行含預制裂紋試樣的相似模型試驗研究，對實際工程有重要的指導意義。關于含兩根預制裂紋的試樣，學者們做了大量的研究工作，但沒有綜合考慮空間布置對試樣破壞過程的影響。本文為了研究裂紋空間布置因素對起裂模式、破壞模式、試樣力

2、學特性以及試樣表面位移變化的影響，基于聲發(fā)射和圖像處理技術主要做了以下工作并取得了相應成果：
　?、賹︻A制裂紋尖端微裂紋出現(xiàn)的先后順序進行了描述，并對新生裂紋的類型進行了歸類：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起裂模式和破壞模式影響：隨著裂紋傾角增大，當裂紋間距比較小時，試樣破壞模式由剪切破壞向張拉破壞轉變，而當裂紋間距比較大時，試樣破壞模式在張拉破壞的幾種模式之間轉變；隨著裂紋間距的變大，試樣由剪切

3、破壞向張拉破壞轉變；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變。
　?、诜治鲈诓煌臻g分布下試樣的應力-應變曲線，考慮了裂紋的空間布置因素對試樣力學特性的影響：隨著裂紋傾角的變大，試樣的起裂應力有先減小后增大的，也有一直增大的，而峰值應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，試樣的起裂應力和峰值應力都是先減小后增大；隨著裂紋未連通率變小，試樣的起裂應力和峰值應力都是先減小后增大。
　　

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