3D打印交叉节理试件力学破裂特性研究

摘要：

交叉节理普遍存在于实际岩体中,但其对岩体力学破裂特性的影响至今未有全面深入的研究.制作了含3D打印交叉节理试样,采用声发射、CT扫描技术和数字图像相关技术(DIC)分析手段对单轴条件下含交叉节理试样的力学及破裂特性进行了研究.研究结果表明:(1)主节理倾角较小时裂隙的分形维数DB与单轴强度、弹性模量和泊松比之间的变化关系比主节理倾角较大时的一致性更好,前者破裂模式的规律性好于后者.(2)主节理倾角较大时压密和弹性阶段节理和块体之间在张拉作用下会产生聚集性微破裂声发射事件,主节理倾角较小时不会产生这种现象.DIC应变云图中裂隙扩展路径上的微应变先于宏观破裂,可通过计算压缩条件下微应变最大区域预测破裂模式.(3)主节理对起裂角和裂隙扩展模式起主要作用,且声发射和分形特性具有统一性.次节理平行最大主应力时,总损伤主要由主节理扩展造成,累积声发射事件数量AAEE和DB均最大.AAEE和DB越大,破裂模式越复杂.(4)三维破裂模式以节理端部扩展产生的2～3个张拉翼裂隙面为主,内部三维宏观裂隙面上存在由不完全张拉破裂引起的非连续结构.

关键词：3D打印交叉节理、声发射、CT扫描、数字图像技术DIC、破裂特性

所属期刊栏目：42

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

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

在线出版日期：2021-03-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：39-49,58