雙軸壓縮下多裂紋體類巖石材料破壞試驗與分形研究.pdf

1、在工程中巖體的失穩(wěn)破壞過程實質就是巖體中的裂隙在工程擾動下的萌生、擴展、及貫通的過程；大量的巖體工程實踐表明，巖體的失穩(wěn)破壞與其巖體中裂隙的分布形式及所處周圍的應力環(huán)境等因素相關，因此研究裂隙巖體的變形、破壞規(guī)律及貫通模式具有重要的意義。本文以預制多裂紋體類巖石試件，在雙軸壓縮下裂紋的擴展及試件破壞特性來進行分析，本文主要內容如下：
　?。?）制備出120組裂紋傾角為30°、45°、60°及裂紋條數為10、15、20、25和30條

2、的多裂紋體類巖石試件通過巖石剪切流變儀進行雙軸壓縮，實現不同試件在側向應力（0.5Mpa、1.0Mpa、1.5Mpa和2.0Mpa）條件下的加載試驗；記錄并描述實驗過程中試件的裂紋擴展情況。
　?。?）得到試件的軸向應力—應變曲線關系，曲線呈現S型，試件裂紋歷經閉合階段、彈性變形階段、裂紋的萌生和擴展（或試件局部變形）、應變軟化階段；在不同的側向壓力與裂紋條數對其試件軸向峰值強度影響較明顯，裂紋條數的增多，其峰值強度有明顯的減小；

3、隨著側向壓力的增加，峰值強度增加；裂紋傾角為30°~45°比傾角為60°的峰值強度表現要低。
　?。?）進一步分析在試件裂紋條數遞增時，試件的破壞形式由翼形拉裂紋逐漸發(fā)展到翼形拉裂紋與次生剪切裂紋的復合型破壞；不同側向壓力對其貫通模式的影響主要表現為，隨著側向壓應力的增加，貫通模式呈現由翼形裂紋的擴展與翼形裂紋+軸向次生剪切裂紋演化為翼形裂紋+軸向和橫向次生剪切裂紋；當側向壓力為0.5Mpa，試件大致貫通發(fā)生在試件的局部，以翼形裂

4、紋+軸向次生剪切裂紋為主；當側向壓力增至2.0Mpa，不同的裂紋傾角，多裂紋體的破壞形式沿原生裂紋傾斜方向的翼形裂紋呈斜對角貫通破壞。
　　（4）通過不同多裂紋體試件在不同側向壓力下的雙軸加載試驗，試件破壞過程的裂紋擴展程度，采用盒子法測量試件破壞過程中不同應力點試件裂紋的分形維數，分析試件在破壞過程的分形維數變化趨勢；分析其結果，試件的破壞程度越高，其相關性越好，試件的分形維數呈現出增大的趨勢；試件裂紋擴展分布程度高，越密集，其