基于DIC的含3D打印起伏节理试样破裂特性及损伤本构

摘要：

受地质构造的影响,岩体工程中经常赋存起伏结构面(如扭转皱褶),由于形态复杂,目前起伏节理岩体的破裂及损伤本构研究仍不充分.采用3D打印技术制作不同倾角的起伏节理模型,通过单轴压缩试验和数字图像相关技术(DIC)对起伏节理试样的力学及破裂特性进行研究,并基于断裂力学原理,首次提出采用DIC位移场求解节理尖端应力强度因子(SIF:一型SIF,KⅠ;二型SIF,KⅡ)进而探究损伤本构特性的思路.结果表明:通过分析最小强度确定了起伏节理对试样的损伤上限为46.6％,起伏节理试样单轴强度对倾角的敏感性大于平直节理试样;起裂发生在峰值应力附近,破裂过程可分为破裂路径上微裂隙的产生和同步贯通,破裂模式表现为多条裂隙张剪组合模式;峰前SIF随荷载增加而增加,峰后同一荷载下KⅡ＞KⅠ,节理左右两端均匀以剪切裂隙形式扩展;起伏节理对试样的损伤与倾角呈正弦关系,节理和荷载对试样的总损伤与应变均大致呈"S"型曲线.

关键词：起伏节理、数字图像相关技术(DIC)、应力强度因子、破裂特性、损伤本构

所属期刊栏目：44

分类号：TU45.1(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国博士后科学基金资助项目;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目

在线出版日期：2022-11-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2029-2039