三点弯曲条件下薄层状岩体单层厚度对裂纹扩展路径的影响

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冻土中微裂纹尺寸的识别与确认_李洪升

冻土中微裂纹尺寸的识别与确认_李洪升

第25卷第4期 岩 土 力 学 V ol.25 No.4 2004年4月 Rock and Soil Mechanics Apr. 2004收稿日期:2003-01-17基金项目:国家自然科学基金资助(项目批准号:50278010)作者简介:李洪升,1939年生,博士生导师,从事岩土与环境力学、冻土力学研究。

文章编号:1000-7598-(2004) 04-0534-04冻土中微裂纹尺寸的识别与确认李洪升,王悦东,刘增利 ( 大连理工大学 工程力学系,辽宁 大连,116024 )摘 要:在对冻土微观结构试验观测的基础上,提出了对冻土中微裂纹尺寸进行识别和确认的方法,给出了3种典型土质在不同温度下的微裂纹尺寸参考值,为应用冻土强度破坏准则进行定量计算与分析提供依据。

将冻土微裂纹损伤区作为冻土体的缺陷处理,并按“当量化裂纹”原则,把冻土微裂纹损伤区简化为“当量裂纹”,如此给出了理论估算微裂纹尺寸的新途径。

把理论计算与试验观测结果进行比较,二者符合较好。

关 键 词:冻土;微裂纹尺寸;识别与确认;当量裂纹 中图分类号:TU 411.92 文献标识码:AIdentification and determination of micro-crack size for frozen soilLI Hong-sheng, WANG Yue-dong, LIU Zeng-li( Department of Engineering Mechanics, Dalian Univ. of Technology, Dalian 116024, China )Abstract: Based on investigation of microstructure characteristics for frozen soil, a new method is put forward to identify and determine micro-crack size in frozen soil. Considering micro-crack damage area as defects and simplified it as equivalent crack according to equivalent crack critical. Thus, the foundation of quantitative calculation and analysis for strength failure for frozen soil is set up. Reference values for three kinds of soils under different temperatures are given; and comparison between calculation results and investigation data shows that they coincided well.Key words: frozen soil; micro-crack size; identification and determination; equivalent crack1 引 言冻土是多相复合材料,具有自身组构的极不均匀性,从而在土体内产生了各种缺陷和裂隙,如土体的孔穴、冰侵入体中的微裂隙及土颗粒与冰晶间的不稳定接触形成的薄弱点等,统称为冻土中的微裂纹。

三轴压缩下岩石强度与破坏面角度 的双剪理论分析

三轴压缩下岩石强度与破坏面角度 的双剪理论分析

σ 2 的岩石强度准则,文[3,17,18]对此作了较全面
的介绍。从 1985 年开始,文[18~22]基于双剪的概 念提出了材料的双剪强度理论和统一强度理论。本 文基于该理论,对岩石在三轴压缩载荷下的强度和 破坏特性进行了分析,并与已有的实验结果进行了 比较。
2
岩石强度的双剪理论分析
岩石a) σ 3 ≤ σ
2

σ1 + σ 3
2

σ1 − σ 3
2
sin ϕ
1:b = 0 1 2:b = 3 2 3:b = 3 4:b = 1
τ 13 = τ 12 + τ 23 的关系,因此,3 个主剪应力只有 2 个是独立变量,若将最大主剪应力 τ 13 和中间主剪应 力 τ 12 (或 τ 23 )作为影响岩石破坏的共同因素, 则统一
CHARACTERISTICS OF ROCK STRENGTH AND FAILURE UNDER TRIAXIAL COMPRESSION ANALYZED BY TWIN SHEAR THEORY
Hu Xiaorong,Wei Xueying,Yu Maohong
(Department of Civil Engineering, School of Civil Engineering and Mechanics, Xi ′an Jiaotong University, Xi ′an 710049 China)
(7)
式中: σ ,τ 分别为作用于破坏面上的正应力和剪 应力; c0 为岩石的粘聚力; ϕ 为内摩擦角。式(1)的 主应力表达式为
σ1 − σ 3
2
令 τ 13 =

σ1 + σ 3

超高性能水泥基复合材料三点弯曲梁断裂韧度的试验测定及影响规律_王海超

超高性能水泥基复合材料三点弯曲梁断裂韧度的试验测定及影响规律_王海超
工业建筑 2013 年第 43 卷第 9 期
断裂模型等,部分成果已应用于实际工程[3]。超高 性能水泥基复合材料( 简称 UHPCC) 是基于断裂力 学和微观力学原理,系统地设计、调整和优化材料体 系 [4],从而得到的水泥基复合材料。普通混凝土 开裂时,会出现单一宏观开裂裂缝,而且开裂后承载 力下降很快,发生突然脆断。而 UHPCC 在加载开 裂时,会出现很多条细小裂缝,承载力也不会马上出 现下降,这样就将传统水泥基材料在抗拉荷载下单 一裂纹的宏观开裂模式转化为多重微细裂纹的微观 开裂模式[5]。
1 试验概况 1. 1 试验准备
试验采用 42. 5 普通硅酸盐水泥、一级粉煤灰, 细骨料采用石英砂 ( 优质人造硅砂) ,粒径 0. 21 ~ 0. 36 mm,减水剂采用聚羧酸高效减水剂,拌和水采 用自来水,纤维混掺进口和国产两种,进口 PVA 纤 维采用日本产尤尼吉可维纶纤维,表面经过涂油处 理,吸水性很小;国产纤维为国内某公司生产。设计 了 3 种强度、2 种试件尺寸及 3 种裂缝高度的纤维 复合材料和水泥基体试件进行试验研究,采用 3 点 弯曲梁进行加载试验。各组试件尺寸、材料基本力 学性能及 切 口 深 度 参 数 等 见 表 1,每 组 试 件 数 为 3 个。同时成型 100 mm × 100 mm × 100 mm 的立方 体试件 3 个用以测定其标准抗压强度。所有试件在 室温下养护 48 h 后拆模,在近似标准状态下( 温度 20 ℃ ,湿度大于 90% ) 养护 28 d。
超高性能水泥基复合材料三点弯曲梁 断裂韧度的试验测定及影响规律*
王海超1 王志军1 高淑玲2 孙芳宁3 张玲玲1 秦敬平1
(1. 山东科技大学建筑与土木工程学院,山东青岛 266590; 2. 河北工业大学土木工程学院,天津 300401; 3. 青岛工学院,山东青岛 266300)

Ⅰ型裂缝经层理岩石界面拐折扩展规律研究

Ⅰ型裂缝经层理岩石界面拐折扩展规律研究

Ⅰ型裂缝经层理岩石界面拐折扩展规律研究∗张影;王素玲;杨萍萍【摘要】According to the structural feature of unconventional reservoir stratified rock mass,stratified rock mass speci-mens of different materials and interface properties are manufactured on the basis of similarity principle.Veer extension after cracks cross different elastic material interface is found through the three point bending experiment,the more difference be-tween the mechanical properties,the weaker interfacial strength,and the larger steering angle the crack has.Based on the experiment parameter,a plane strain model of vertical crack propagation is established,the stress field of vertical crack via sand/shale interface in the process of the extension is obtained,the stress intensity factor variation of crack tip is calculated, and the angle of crack deflection is gained.The results of calculations show that the veer extension is caused by thattheⅠtype crack turning toⅠ-Ⅱtype compound crack when the shear stress intensity factor increases because of the increasing interfacial shear strain.%依据非常规储层层状岩体的结构特点,根据相似原理制作不同材料、不同界面性质的层状岩体试件,通过三点弯曲试验发现裂缝经过异弹性材料界面后扩展转向,力学性能差异越大,界面强度越弱,裂缝转向角度越大。

裂隙岩体三维裂纹动态扩展规律与破断机制

裂隙岩体三维裂纹动态扩展规律与破断机制

裂隙岩体三维裂纹动态扩展规律与破断机制裂隙岩体是一种由裂隙网络构成的岩体,裂隙在岩体的形成过程中起着重要的作用。

裂纹动态扩展规律和破断机制是研究裂隙岩体力学行为的关键点,对于地质灾害的预测和防治具有重要意义。

本文将从裂纹动态扩展规律和破断机制两个方面进行探讨。

裂纹动态扩展规律是指在外界作用下,裂纹在岩体中发展和扩展的规律。

一般来说,裂纹动态扩展规律可以分为线性和非线性两种情况。

在线性规律下,裂纹的扩展速度与应力强度因子呈线性关系,即扩展速度正比于应力强度因子。

而在非线性规律下,裂纹的扩展速度与应力强度因子不再呈线性关系,而是随着应力强度因子的增大而增大。

裂纹的动态扩展规律受到多种因素的影响,如岩性、裂隙类型和应力状态等。

其中,岩体的质地和裂隙的形态是决定裂纹动态扩展规律的重要因素之一。

此外,裂纹动态扩展还与岩体的环境条件有关,如温度、湿度等。

这些因素的综合作用决定了裂纹的扩展速度和方向。

破断机制是指在裂纹动态扩展过程中,岩体受到应力作用下的破坏机理。

破断机制可以分为韧性破断和脆性破断两种情况。

在韧性破断中,岩体具有一定的延性,即在受到应力作用下能够发生可逆变形。

而在脆性破断中,岩体则具有较低的延性,受到应力作用后很快发生不可逆变形并形成破碎。

破断机制的选择与岩体的物质性质和应力条件有关。

例如,在高温高压条件下,岩体的韧性破断机制更为显著,而在低温低压条件下,岩体的脆性破断机制则更加明显。

除此之外,破断机制还与裂隙的性质有关。

当裂隙的密度较大,且分布较均匀时,岩体更容易发生脆性破断。

裂纹动态扩展规律和破断机制研究的意义不仅在于理解岩体力学行为的基本规律,还可为工程实践提供理论支持和技术指导。

通过研究裂纹动态扩展规律,可以预测岩体在不同应力状态下的破坏行为,进而为地质工程的设计和施工提供依据。

同时,通过研究破断机制,可以针对岩体的特点开发出相应的防治措施,减少地质灾害的发生。

总之,裂隙岩体裂纹动态扩展规律和破断机制的研究对于理解岩体的力学行为、预测和防治地质灾害具有重要意义。

三点弯曲蠕变试验中裂缝扩展的有限元计算分析

三点弯曲蠕变试验中裂缝扩展的有限元计算分析

第16卷 第1期岩石力学与工程学报V ol.16N o.11997 1997年2月Ch inese J ou rna l of R ock M echan ics and E ng ineering16(1997),51—58 三点弯曲蠕变试验中裂缝扩展的有限元计算分析金丰年 浦奎英(南京工程兵工程学院 南京 210007)提要 应用破坏接近度的概念,将压应力作用下的非线性粘弹性模型扩张成了拉应力作用下的岩石力学模型。

应用该模型,对三点弯曲蠕变试验中裂缝的扩展过程进行了有限元计算,发现裂缝扩展随时间的变化与应力—应变曲线的形状,尤其是强度破坏点以后的曲线形状密切相关。

关键词 蠕变,裂缝扩展,有限元计算1 引言对于岩石力学中的裂缝扩展问题,基于弹塑性和粘弹性理论的研究已进行得比较多。

但是弹塑性理论的研究结果无法说明裂缝扩展的全过程,考虑时间效应的研究,则较多利用了线性粘弹性模型。

而根据最近的实验结果[1-5],岩石具有较强的非线性特性这一点,已越来越明确。

O kubo等[1]通过岩石的压缩试验,得出了岩石强度随载荷速度增加而增加,强度与载荷速度的1 (n+1)次方成正比的结果;并在综合分析载荷速度效应、卸载、蠕变和应力松弛等试验结果的基础上,提出了非线性粘弹性本构方程式,即Ε=ΚΡdΚ d t=aΡnΚm(2)式中,Κ称作可变模量,简称模量,a为常数,n为表示载荷速度效应的参数,m表示应力应变曲线形状的参数。

该模型能够较好地描述压应力作用下岩石的变形破坏特征。

文[6]应用该模型对圆形隧洞的有限元计算结果,则较好地反映了隧洞围岩的变形破坏特征。

由岩石三点弯曲载荷速度效应的试验结果可以知道,断裂韧性K m ax和断裂模量Ρb随加载位移速度增加而增加,与位移速度的1 (n+1)次方成正比,基于此试验结果提出的裂缝扩展力学模型表示如下[4]:d(∃a) d t=K n A(3)式中,∃a为裂缝扩展,K为应力强度因子,A为与∃a有关的系数。

裂隙岩体三维裂纹动态扩展规律与破断机制

裂隙岩体三维裂纹动态扩展规律与破断机制引言:裂隙岩体是由于地壳应力作用而形成的具有一定规模的裂隙网络结构的岩体。

在地质学和工程力学领域中,研究裂隙岩体的力学特性及其裂纹动态扩展规律和破断机制对于岩体工程稳定性评价和设计具有重要意义。

一、裂隙岩体动态扩展规律1.裂纹扩展方式裂隙岩体的裂纹扩展一般分为两种方式,即开裂和滑移。

开裂是指在岩体中形成新的裂隙,滑移是指已存在的裂隙在应力作用下进一步发展。

裂纹扩展方式的选择与岩体的物理力学性质、应力状态、裂隙网络结构及裂隙面间的摩擦特性等因素有关。

2.裂纹扩展速率裂纹的扩展速率是裂隙岩体动态扩展规律的关键参数之一。

裂纹扩展速率与岩体的物理力学性质、裂纹面间的摩擦特性、裂隙网络结构、应力状态及裂隙的初始尺寸等因素有关。

一般情况下,裂纹扩展速率随着应力的增大而增大,并且在达到一定应力门槛值后迅速增加。

3.裂纹扩展路径裂隙岩体中的裂纹扩展路径主要取决于裂隙面间的摩擦特性和岩石的物理力学性质。

当裂隙面之间的摩擦力较大时,裂纹倾向于沿着裂隙面的平行或近平行方向扩展;而当摩擦力较小时,裂纹则倾向于以更大的角度穿过裂隙面。

二、裂隙岩体破断机制1.裂隙岩体破断类型裂隙岩体的破断类型主要包括剪切破断、拉伸破断和剪拉混合破断。

其中,剪切破断是指裂隙面间的剪切应力达到破断强度引起岩体的破裂;拉伸破断是指岩体中的裂隙在张拉应力的作用下发展至破断;剪拉混合破断是指裂隙面间的剪切应力和张拉应力共同作用下导致岩体的破断。

2.破断强度破断强度是指岩石材料在破断前所能承受的最大应力。

裂隙岩体的破断强度与岩石的物理力学性质、裂隙网络结构、裂隙面间的摩擦特性及应力状态等因素有关。

一般情况下,破断强度随着裂隙密度的增加而减小,并且在达到一定裂隙密度后迅速减小。

3.破断模式裂隙岩体的破断模式主要取决于裂隙面间的摩擦特性、裂隙的分布和岩体的应力状态等因素。

常见的破断模式包括剪切破裂、拉伸破裂和剪拉混合破裂等。

开采沉陷知识总结

开采沉陷知识总结名词解释开采沉陷:有用矿体被采出以后,开采区域周围的岩体原始应力平衡状态受到破坏,应力重新分布,达到新的平衡。

在这过程中,使岩层和地表产生连续的移动、变形和非连续的破坏现象。

地表移动:采空区面积扩大到一定范围后,岩层移动到地表,使地表产生移动变形,在地表沉陷的研究中称这一过程和现象为地表移动。

岩层移动:局部区域矿体被采出后,(在岩体内部形成一个空洞)其周围应力平衡状态遭到破坏,引起应力的重新分布,直到达到一个新的平衡,这是一个十分复杂的物理,化学变化过程,也是岩层产生移动和破坏的过程,这一过程和现象称为岩层移动。

下沉盆地:在开采影响波及到地面时,受采动影响地面由原有的标高向下沉降,从而在采空区上方形成了一个比采空区面积大的沉陷盆地。

充分采动:地下煤层采出后,地表下沉值达到了地质条件下应有的最大值,此时的采动为充分采动。

临界开采:正好达到其最大值。

地表移动盆地主断面:将地表移动盆地主断面上,移动盆地平底边缘在地表水平线上的投影同采空区边界连线与煤层在采空区一侧的夹角。

临界变形值:建筑物不需要维修仍能够保持正常使用所允许的地表最大变形值。

边界角:在充分或接近充分采动条件下,地表移动盆地主断面上盆地边界点至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角。

裂缝角:在充分或接近充分采动条件下,地表移动盆地主断面上,移动盆地内最外侧的地表裂缝至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角。

松散型移动角:用岩层移动角自采空区边界划线与基岩松散层相交线于一点,同地表下沉值为10MM的点相连线与水平线在煤柱一侧的夹角。

观测站:在研究对象上按一定要求设立的一系列测点,这些测点统称为观测站。

起动距:地表开始移动时工作面的推进距离称为起动距。

超前影响:在工作面推进过程中,工作面前方的地表受采动影响而下沉,这种现象称为超前影响。

超前影响角:将工作面前方地表开始移动的点与当时工作面的连线,此连线与水平线在煤柱一侧的夹角。

岩层走向对隧道施工的影响

岩层走向对隧道施工的影响1、倾斜岩层对隧道施工的影响倾斜岩层可能是单斜岩层、也可能是褶曲的有一翼。

倾斜岩层对隧道施工的影响如下:岩层结构无软弱结构面有软弱结构面缓倾的(0°~30°) 层厚及节理一般大于 1.0m,稳定性好;中厚层0.4m~1.0m的次之;薄层最差,节理密布顶部,易坍石掉块。

软弱面位于隧道顶部时,易造成顶板坍塌;软弱面位于底部,影响支护及衬砌稳定。

陡倾的(30°~60°) 层面及节理结合不良时,易出现滑动偏压情况。

软弱面位于隧道顶部时,易出现坍塌;可能产生应力集中。

软弱面位于中部,易产生偏压滑动,在有地下水时尤应注意。

陡立的(60°~90°) 一般情况围岩稳定性比缓倾和陡倾岩层好。

软弱面位于隧道内,可能出现局部坍顶,如位于两侧,可能产生坍部偏压。

2、褶曲对隧道施工的影响褶曲有背斜和向斜两种,背斜的产状呈正拱形,其裂隙特征是上部受拉,形成张口上大下小;向斜的产状呈倒拱形,其裂隙特征是上部受压、下部受拉,张口上小下大。

褶曲对隧道施工的影响如下:隧道施工位置施工中出现的现象向斜地层1、开挖中多出现掉块和坍塌;2、施工中常遇较大的突然涌水;3、在石灰岩中,岩溶多为暗河。

褶曲轴部隧道开挖时易产生较大偏压现象。

背斜地层1、开挖中一般出现掉块和坍塌可能较小;2、在石灰岩中,岩溶发育多为漏斗及井穴。

3、断层岩层对隧道施工的影响断层岩层对隧道施工的影响程度,主要决定于断裂破碎带的宽度及破碎带胶结情况。

断层状态施工的现象断层较胶结不良,宽度较大极易发生坍塌和涌水,直接影响坑道稳定。

断层中充填物处于压缩状态开挖后潜在应力释放,发生较大膨胀压力,使坑道变形剧烈。

断层面倾向隧道,或与隧道轴线相交当倾角大于10°,对隧道产生偏压;当隧道轴线与断裂线平行或交角甚小,则侧压力更大。

处于软、硬不同岩层中的断层断裂面的柔性岩石,往往形成不透水层,而脆性岩的破碎角砾带,极易储存大量水,开挖时常常发生承压涌水,危害极大。

裂隙岩体三维裂纹动态扩展规律与破断机制

裂隙岩体三维裂纹动态扩展规律与破断机制裂隙岩体是指岩石中存在一定数量的裂隙和裂纹的岩体。

裂隙岩体的裂纹动态扩展规律以及破断机制对于岩石力学和岩体工程等领域具有重要意义。

本文将从三维裂纹动态扩展规律和破断机制两个方面进行探讨。

首先,三维裂纹动态扩展规律描述了裂纹在裂隙岩体中的扩展过程。

在裂隙岩体中,裂纹通常以三维的方式呈现,其扩展规律受到多个因素的影响。

一是裂纹的长度和宽度。

裂纹的长度和宽度决定了裂纹的扩展速率和路径,较短的裂纹会更快地扩展,而宽度较小的裂纹会更容易被封闭。

二是裂纹的初始状态。

裂纹的初始状态包括裂纹的形状、位置和方向等,这些因素决定了裂纹扩展的路径和方向。

三是应力场的作用。

应力场会对裂纹的扩展产生影响,高应力区域会促使裂纹扩展,而低应力区域则可能阻止裂纹的扩展。

四是岩石的力学性质。

不同类型的岩石具有不同的力学性质,这些性质将影响裂纹的扩展速率和路径。

其次,裂隙岩体的破断机制是指岩石中裂纹扩展至破断的过程。

岩石的破断机制受到多个因素的综合作用。

一是裂纹间的相互作用。

裂纹之间的相互作用会导致能量聚集和释放,进而影响裂纹的扩展速率和路径。

裂纹的相互作用可以是强化的,使裂纹扩展更快;也可以是相互抑制的,使裂纹扩展受到限制。

二是局部损伤效应。

当裂纹扩展到岩体内部时,局部损伤效应会导致岩石的局部破碎和变形,从而影响裂纹的扩展。

岩石的局部损伤效应可能表现为局部剪切带的形成和扩展,也可能表现为局部应力集中和局部破坏。

三是应力释放效应。

当裂纹扩展至岩体表面时,应力释放效应会导致岩石的破碎,形成破坏带。

应力释放效应可以通过裂纹的扩展模式和扩展速率来描述。

综上所述,裂隙岩体的裂纹动态扩展规律和破断机制是岩石力学和岩体工程领域的重要研究内容。

深入理解裂纹在裂隙岩体中的扩展规律和破断机制,对于岩石力学参数的确定、岩体工程的设计和施工以及岩爆灾害的预测和防治具有重要意义。

未来的研究应该更加关注裂纹扩展的动态过程和不同类型岩石的破断机制,以提高对裂隙岩体的认识和应用。

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摘 要 为了揭示薄层状岩体单层厚度对裂纹扩展路径的影响,利用 ABAQUS软件进行数值模拟,对含预制裂纹的不同单层 厚度的层状岩体进行三点弯曲数值试验,岩体试样长度和宽度一定(512mm×128mm),分 5种不同的单层厚度建模,单层厚 度分别为:64mm、32mm、16mm、8mm、4mm。提取破裂过程中的声发射信息及主裂纹路径参数,对比分析不同层理厚度时, 岩体的峰值载荷、声发射事件数、累计声发射事件数、主裂纹长度等对单层厚度的变化规律。研究结果表明:(1)薄层状岩体 的强度与单层厚度有一定关系,单层厚度越大,岩体的抗弯强度越小,并且这种变化是非线性的。(2)在不同层厚条件下,层 理面均表现出了阻止裂纹向上扩展的效果。同时,裂纹在层状岩体中的扩展是不连续的,裂尖沿层理面发生了水平迁移,整 体呈现阶梯状。(3)在三点弯曲条件下,随着单层厚度的减小,岩体破裂时的裂纹总长度先增大后减小。(4)裂纹在岩体层面 扩展时破裂类型多为滑移与拉张破裂的组合,而在非层理面的岩体内部扩展时,以拉张破裂为主。(5)薄层状岩体在三点弯 曲条件下,声发射事件在岩体的压密阶段几乎没有出现,直至接近峰值载荷时才大量涌现。到了载荷快速下降时,单位时间 的声发射事件数也达到最大。研究结果将对预测层状岩石的裂缝演化提供依据。 关键词 三点弯曲;层状岩体;裂纹扩展;数值模拟;声发射 中图分类号:P642.3 文献标识码:A doi:10.13544/j.cnki.jeg.2018182
三点弯曲条件下薄层状岩体单层厚度对裂纹扩展路径 的影 张建勇②③④
(①北京科技大学,土木与资源工程学院 北京 100083) (②中国科学院地质与地球物理研究所,中国科学院页岩气与地质工程重点实验室 北京 100029) (③中国科学院地球科学研究院 北京 100029) (④中国科学院大学,地球与行星科学学院 北京 100049) (⑤辽河油田燃气集团有限公司 盘锦 124010)
Abstract Inordertorevealtheinfluenceofsinglelayerthicknessoncrackpropagationpathofflaggyrock,we usedABAQUSfornumericalsimulation.Wecarriedoutthreepointbendingtestsoflayeredrockwithspecimens
JournalofEngineeringGeology 工程地质学报 1004-9665/2018/26(5)132610
王邁钊,崔振东,李明,等.2018.三点弯曲条件下薄层状岩体单层厚度对裂纹扩展路径的影响[J].工程地质学报,26(5):1326-1335.doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2018182 WangYizhao,CuiZhendong,LiMing,etal.2018.Effectoflayerthicknessofflaggyrockoncrackpropagationpathsubjectedtothreepointbending[J]. JournalofEngineeringGeology,26(5):1326-1335.doi:10.13544/j.cnki.jeg.2018182
EFFECT OF LAYER THICKNESS OF FLAGGY ROCK ON CRACK PROPAGATIONPATH SUBJECTEDTO THREEPOINTBENDING
WANGYizhao①② CUIZhendong②③④ LIMing⑤ HANWeige②③④ ZHANGJianyong②③④
(①SchoolofCivilandResourceEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing 100083) (②KeyLaboratoryofShaleGasandGeoengineering,InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing 100029) (③InstitutionofEarthScience,ChineseAcademyofSciences,Beijing 100029) (④CollegeofEarthandPlanetarySciences,UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing 100049) (⑤LiaoheOilfieldGasGroupCo.,Ltd.,Panjin 124010)
收稿日期:2018-05-02;收到修改稿日期:2018-07-20. 基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目(2015CB258501),中国科学院战略性先导科技专项(B类)(XDB10030301),国家自然 基金项目(41202228)资助. 第一作者简介:王邁钊(1994-),男,硕士生,主要从事岩石力学研究.Email:yizhaowang123@163.com 通讯作者简介:崔振东(1980-),男,博士,副研究员,主要从事岩石断裂力学与工程地质学研究工作.Email:cuizhendong@mail.iggcas.ac.cn
26(5) 王邁钊等:三点弯曲条件下薄层状岩体单层厚度对裂纹扩展路径的影响
1327
lengthandwidthconstant(512mm×128mm).Therewere5layerthicknesses.Theywererespectively64mm, 32mm,16mm,8mm,and4mm.Informationofacousticemissionandmaincrackpathwereextracted.We summarizedtheregulationofpeakloadandacousticemissiondata.Theresultsofthestudyshow that:(1)The strengthofflaggyrockisrelevanttosinglelayersthickness.Thelargerthemonolayerthicknessis,thesmallerthe bendingstrengthofrockmassis,meanwhilethischangeisnonlinear.(2)Althoughwithdifferentthickness,the beddingsurfaceconsistentlyshowstheeffectofpreventingcrack propagatingupward.(3)With monolayers thicknessdecreasing,thetotalcracklengthofrockmassfirstincreasesandthendecreases.(4)Whenthecracks expandalongtheweaksurface,thefracturetypeisacombinationofslipandtensilefracture.Incontrast,when theyexpandinsidetherockmass,tensilefracturesdominate.(5)Acousticemissioneventwillnotoccurinstantly. Inthecontrary, theyincreasesharplyjustwhen thepeak intensityapproaching.Accompanied bythestress plunging,thenumberofacousticemissioneventsreachesthemaximum.Theresearchresultswillprovideabasisfo��
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