平行双裂缝圆盘试样裂纹扩展过程的尺寸效应试验研究

摘要：

针对含多条裂缝不同尺寸的岩石受载时内部裂纹扩展及贯通存在尺寸效应的问题,制作了直径分别为50,100,150和200mm的平行双裂缝砂岩圆盘试样,其厚度、裂缝长度和裂缝间距随直径等比变化.在GCTSRTX-3000试验机上对圆盘试样进行静态加载试验,采用声发射(acoustic emission,AE)和数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术对试样的裂纹扩展过程进行监测.结果表明:随试样尺寸的增加,破坏载荷呈线性增长趋势,预制裂缝对试样承载能力的削弱作用增强,试样破坏单位体积消耗的能量逐渐减小;多裂纹扩展存在相互竞争机制,裂纹的起裂顺序决定着扩展方向,直径50,100和200mm的试样裂纹扩展具有同方向性,直径150mm的试样裂纹相向扩展;通过AE准确反映了试样内部的损伤演化过程,运用DIC技术将裂纹扩展过程数值化,能够精确分析裂纹的张开位移和扩展速度;不同尺寸试样裂纹扩展速度的变化规律相似,即裂纹以一个较低的初速度开始扩展,并在很短的距离内达到峰值速度,之后扩展速度急剧下降,末段裂纹扩展速度缓慢减小并趋于稳定.

关键词：岩石力学、平行双裂缝、损伤演化、数字图像相关法、裂纹扩展速度、尺寸效应

所属期刊栏目：42

分类号：TU45(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

在线出版日期：2023-05-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：115-128