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  本文關(guān)鍵詞：巖石拉伸剪切破裂試驗(yàn)研究

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【摘要】：巖石拉伸剪切破裂是一類特殊應(yīng)力狀態(tài)條件下的破裂形式,屬于同時(shí)受垂直于破裂面的法向拉應(yīng)力和平行于破裂面的剪應(yīng)力作用的復(fù)合破裂模式。在研制的DSC-800電液伺服測控巖石拉伸剪切試驗(yàn)儀的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了大量花崗閃長巖和砂巖的拉伸剪切試驗(yàn),開展了配套的破裂斷口三維激光掃描、掃描電子顯微鏡(SEM)、巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)、顆粒流離散元(PFC)數(shù)值模擬等相關(guān)試驗(yàn),利用分形理論研究了巖石拉剪破裂面特征,研究了巖石拉剪-壓剪全區(qū)破裂準(zhǔn)則、剪切速率對巖石拉剪破裂強(qiáng)度的影響,采用顆粒流離散元研究了巖石拉剪破裂過程。研究結(jié)論如下:(1)巖石拉剪破裂面的宏觀與微觀分形維數(shù)即粗糙度隨著拉應(yīng)力的增加而增大;(2)巖石的微觀斷裂形式是拉伸破壞和剪切破壞的結(jié)合。當(dāng)拉應(yīng)力較小時(shí),巖石的微觀斷裂形式主要表現(xiàn)為剪切破壞,并且隨著拉應(yīng)力的增加,巖石的拉伸破壞形式表現(xiàn)得更加明顯;(3)巖石在拉伸剪切區(qū)的破裂拉應(yīng)力與剪應(yīng)力成線性負(fù)相關(guān)關(guān)系,在拉伸剪切應(yīng)力區(qū)的巖石破裂線斜率比壓縮剪切區(qū)大,巖石在拉伸剪切應(yīng)力條件下比壓縮剪切應(yīng)力條件下容易破裂;(4)在巖石拉伸剪切條件下,剪切速率與剪切強(qiáng)度成非線性反相關(guān)關(guān)系,隨著剪切速率的增加,巖石拉剪破裂面粗糙度增加;(5)建立了巖石拉伸剪切PFC數(shù)值試驗(yàn)?zāi)Ｐ?模擬了巖石拉伸剪切破裂過程中的力鏈演化以及剪切速率對拉剪破裂面粗糙度的影響,獲得了與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)一致的結(jié)果。
【作者單位】： 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所 中國科學(xué)院頁巖氣與地質(zhì)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院;
【關(guān)鍵詞】： 巖石破裂 拉伸剪切 試驗(yàn)研究
【基金】：中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類,XDB01020300) 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41227901,41272352,41272351,41202217) 中國博士后科學(xué)基金項(xiàng)目(2012M520375)資助
【分類號】：TU45
【正文快照】： 0弓|言 巖石斷裂按照外力作用方式可以分為受拉應(yīng)力作用的I型(張開型)破裂、受剪應(yīng)力作用的n型(滑開型)破裂和in型(撕開型)破裂⑴。巖石拉伸剪切破裂是受特殊應(yīng)力狀態(tài)破裂的一類形式,巖石同時(shí)受到垂直于破裂面的法向拉應(yīng)力和平行于破裂面的剪應(yīng)力作用,發(fā)生I型+n型、I型+ni型的

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本文編號：764765