【摘要】：為研究不同程度水損傷作用對(duì)泥巖斷裂力學(xué)特性的影響,對(duì)水中浸泡不同時(shí)間條件下的泥巖半圓盤試件進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn),同時(shí)利用PCI 2型聲發(fā)射系統(tǒng)對(duì)泥巖試件的斷裂全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明:天然泥巖的斷裂力學(xué)行為受水 巖作用影響顯著,隨著浸泡時(shí)間的增加,其峰值載荷不斷下降,浸泡200 min后,該泥巖純I型至純II型斷裂韌度分別降低至未損傷條件下的53%,56.5%,61%,64%,64.7%和67.6%,且泥巖的斷裂破壞形式由脆性逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檠有�。通過(guò)聲發(fā)射定位確定了不同損傷程度下泥巖半圓盤試件中斷裂過(guò)程區(qū)長(zhǎng)度,隨著損傷程度加深,斷裂過(guò)程區(qū)長(zhǎng)度逐漸減小,聲發(fā)射事件累計(jì)總數(shù)不斷增加;同時(shí),將試驗(yàn)得到的等效斷裂韌度與純I型斷裂韌度的比值與引入T應(yīng)力后改進(jìn)的最大周向應(yīng)力理論比值進(jìn)行比較,表明在未浸泡及短時(shí)間浸泡條件下試驗(yàn)結(jié)果符合該理論結(jié)果;但隨著損傷程度的加深該試驗(yàn)結(jié)果擬合曲線逐漸偏離理論曲線,浸泡時(shí)間達(dá)到200 min時(shí),該偏離情況較為明顯。
[Abstract]:In order to study the effect of different degrees of water damage on the fracture mechanical properties of mudstone, the three-point bending test of mudstone semi-disc specimen immersed in water for different time was carried out. At the same time, the whole fracture process of mudstone specimen is monitored in real time by using PCI type 2 acoustic emission system. The results show that the fracture mechanical behavior of natural mudstone is significantly affected by the action of water and rock. With the increase of soaking time, the peak load of natural mudstone decreases continuously, and the peak load decreases continuously after immersion for 200 min. The fracture toughness of pure type I to pure II of the mudstone is reduced to 56.565% 64.7% and 67.6% respectively under the condition of no damage, and the fracture failure form of mudstone is gradually changed from brittleness to ductility. The length of fracture process zone in mudstone semi-disc specimen with different damage degree was determined by acoustic emission location. With the deepening of damage degree, the length of fracture process zone gradually decreased, and the accumulative total number of acoustic emission events increased. At the same time, the ratio of equivalent fracture toughness to pure mode I fracture toughness obtained by experiment is compared with the ratio of the improved maximum circumferential stress theory after introducing T stress. The results show that the experimental results agree with the theoretical results under the condition of unsoaking and soaking for a short time. However, the fitting curve deviated from the theoretical curve gradually with the deepening of the damage degree. When the immersion time reached 200 min, the deviation was obvious.
【作者單位】： 太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院;太原理工大學(xué)原位改性采礦教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家杰出青年科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51225404) 山西自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2014011044)~~
【分類號(hào)】：TU45

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本文編號(hào)：2308005