水岩作用下岩体裂纹亚临界扩展

发布时间：2018-05-16 09:28

  本文选题：双扭试件 + 常位移松弛法　； 参考：《中国有色金属学报》2015年05期

【摘要】：亚临界裂纹扩展是岩体工程时间相依性的主要原因之一,利用Inston1342型电液伺服材料试验机,采用常位移松弛法分别进行自然状态以及饱水状态下岩块的亚临界裂纹扩展实验,获得了两种环境下岩石裂纹扩展速率v与应力强度因子KI的关系及亚临界裂纹扩展参数,研究水对岩石亚临界裂纹扩展规律的影响,并对两种环境下亚临界裂纹扩展参数进行了对比分析。结果表明:两种环境下岩石的lgKI-lgv有较好的线性规律,岩石的亚临界裂纹扩展速率与裂纹尖端应力强度因子服从幂函数关系;在双对数坐标空间中,含饱和水试件的lgKI-lgv曲线位于空气中试件lgKI-lgv曲线的左上角,含饱和水试件的曲线斜率较空气中试件的减小,而截距增加。在同一应力强度因子水平上,含饱和水试件的裂纹扩展速度大,表明水加速了岩体亚临界裂纹扩展。该实验结果可为水化学作用下复杂岩体的稳定性分析提供可靠依据。
[Abstract]:The subcritical crack propagation is one of the main reasons for the time dependence of rock mass engineering. Using Inston1342 type electro-hydraulic servo material testing machine, the subcritical crack growth experiments of rock blocks in natural state and saturated state are carried out by using constant displacement relaxation method. The relationship between the crack growth rate v and the stress intensity factor Ki and the subcritical crack growth parameters in two environments are obtained, and the influence of water on the subcritical crack growth of rock is studied. The parameters of subcritical crack propagation in two environments are compared and analyzed. The results show that the lgKI-lgv of rock in two environments has a good linear rule, and the relation between the subcritical crack growth rate and the stress intensity factor at the crack tip is derived from the power function, and in the double logarithmic coordinate space, The lgKI-lgv curve of the saturated water specimen is located in the upper left corner of the lgKI-lgv curve of the air specimen. The slope of the curve of the sample with saturated water is smaller than that of the air specimen, but the intercept is increased. At the same stress intensity factor level, the crack growth velocity of saturated water specimen is large, which indicates that water accelerates the subcritical crack growth of rock mass. The experimental results can provide a reliable basis for the stability analysis of complex rock mass under hydrochemical action.
【作者单位】： 中南大学资源与安全工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51174228,51274249)
【分类号】：TU45

【参考文献】

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1 汤连生,王思敬;岩石水化学损伤的机理及量化方法探讨[J];岩石力学与工程学报;2002年03期

2 肖洪天,杨若琼,周维垣;三峡船闸花岗岩亚临界裂纹扩展试验研究[J];岩石力学与工程学报;1999年04期

3 李江腾;曹平;袁海平;;岩石亚临界裂纹扩展试验及门槛值研究[J];岩土工程学报;2006年03期

4 曹平;杨慧;江学良;陈瑜;马春德;;水岩作用下岩石亚临界裂纹的扩展规律[J];中南大学学报(自然科学版);2010年02期

5 刘涛影;曹平;范祥;赵延林;;高渗压条件下裂隙岩体的劈裂破坏特性[J];中南大学学报(自然科学版);2012年06期

6 曹平;李江腾;袁海平;;Testing study of subcritical crack growth rate and fracture toughness in different rocks[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2006年03期

7 曹平;万琳辉;汪亦显;黄永恒;张向阳;;水环境下深部硬岩的黏弹塑性(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2011年12期

8 蒲成志;曹平;;单压下多裂隙类岩材料的破坏特征及其影响因素(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2012年01期

9 黎立云,刘大安,史孝群,车法星;多裂纹类岩体的双压实验与正交各向异性本构关系[J];中国有色金属学报;2002年01期

【共引文献】

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1 罗晓勇;施养杭;;混凝土断裂的研究现状与展望[J];四川建筑科学研究;2008年06期

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3 邓华锋;李建林;王孔伟;王乐华;朱敏;;“饱水-风干”循环作用下砂岩损伤劣化规律研究[J];地下空间与工程学报;2011年06期

4 王向东,徐道远,朱为玄;混凝土结构的损伤模型及损伤场分析[J];北方交通大学学报;2003年01期

5 祁顺彬;王向东;;考虑开裂约束的重力坝体型优化设计[J];长江科学院院报;2008年06期

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9 张武功,于骁中,周家聪,郭桂兰,孙计平;陈村大坝105m高程裂缝的断裂力学研究[J];大坝与安全;1994年04期

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2 刘金兴;邓守春;张晶;梁乃刚;;基于格构模型的混凝土动静态拉伸破坏试验数值模拟[A];固体力学进展及应用——庆贺李敏华院士90华诞文集[C];2007年

3 胡明;;四川盆地北部地区构造样式及成因分析[A];中国西部复杂油气藏地质与勘探技术研讨会论文集[C];2006年

4 崔振东;刘大安;安光明;周苗;李志清;;V形切槽巴西圆盘法测定岩石断裂韧度K_(IC)的实验研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届（2010年度）学术年会论文集(下)[C];2011年

5 何显松;张林;陈刚;;沙牌碾压混凝土拱坝破坏机制研究与结构可靠度分析[A];2001年度全国碾压混凝土技术交流会论文汇编[C];2001年

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7 谢其泰;王建力;;石材亚临界裂纹扩展量测之研究[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（上册）[C];2006年

8 杨慧;曹平;江学良;黎振兹;;闭合裂纹断裂的有效剪应力准则[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（一）[C];2008年

9 刘芳;王向东;张雪莲;;基于考虑损伤的虚拟裂缝模型的断裂过程区[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年

10 周维垣;剡公瑞;杨若琼;;拉西瓦水电站原位试验洞对岩体弹脆性损伤本构模型反分析研究[A];中国岩石力学与工程学会第三次大会论文集[C];1994年

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9 于雪梅;岩土材料中球形孔洞膨胀问题的力学分析[D];哈尔滨工程大学;2010年

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3 王勇;温度、地震荷载作用下拱坝动力响应的理论分析和数值模拟[D];昆明理工大学;2010年

4 李航;复杂地质条件下隧道破坏过程研究[D];沈阳建筑大学;2011年

5 孙维;辅助胶凝材料对水泥石微结构形成及力学性能的影响[D];湖北工业大学;2011年

6 陈瑜;水—岩作用下裂隙岩体力学性质及应力场—渗流场耦合作用分析[D];中南大学;2010年

7 蒲成志;单轴压缩下类岩体裂隙材料断裂破坏机制的实验研究[D];中南大学;2010年

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10 温勇;AMD蚀化边坡岩体细观力学效应及机理分析[D];华南理工大学;2011年

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3 周永胜;何昌荣;黄晓葛;宋娟;桑祖南;孔华;;基性岩流变的复杂性与成分对岩石流变影响的实验研究[J];地学前缘;2009年01期

4 王建华,宋锦良,冯德益,蒋淳;受压剪应力作用闭合裂纹的光弹性研究[J];地震学报;1990年02期

5 王国艳;李树忱;杨磊;;单裂隙岩石损伤断裂过程的试验研究[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2009年04期

6 王思敬，马凤山，杜永廉;水库地区的水岩作用及其地质环境影响[J];工程地质学报;1996年03期

7 朱维申,陈卫忠,申晋;雁形裂纹扩展的模型试验及断裂力学机制研究[J];固体力学学报;1998年04期

8 苟晓琴，，陈迪云;当代环境中石造物的腐蚀破坏机理和保护[J];华东地质学院学报;1994年04期

9 刘元高,周维垣,赵吉东,杨强;裂隙岩体损伤局部化破坏分岔模型及其应用[J];力学学报;2003年04期

10 赵延林;曹平;陈沅江;李江腾;袁海平;;分级加卸载下节理软岩流变试验及模型[J];煤炭学报;2008年07期

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2 徐德敏;高渗压下岩石（体）渗透及力学特性试验研究[D];成都理工大学;2008年

3 赵延林;裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论及应用研究[D];中南大学;2009年

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4 谢海峰;饶秋华;谢强;王志;;岩石剪切亚临界裂纹扩展长度的研究[J];岩土工程学报;2009年10期

5 陈瑜;曹平;张科;李娜;杨慧;;岩石亚临界裂纹扩展机制及工程门槛值研究[J];武汉理工大学学报;2010年19期

6 李江腾;曹平;袁海平;;岩石亚临界裂纹扩展试验及门槛值研究[J];岩土工程学报;2006年03期

7 万琳辉;曹平;黄永恒;汪亦显;;水对岩石亚临界裂纹扩展及门槛值的影响研究[J];岩土力学;2010年09期

8 汪亦显;曹平;黄永恒;文有道;万琳辉;李江腾;;水作用下软岩软化与损伤断裂效应的时间相依性[J];四川大学学报(工程科学版);2010年04期

9 ;[J];;年期

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本文编号：1896318