Escabrosa石灰岩断裂特性及其岩芯饼化机理研究

发布时间：2021-10-26 07:16

　　随着深部地应力的复杂性增加,岩体的破坏形式逐渐呈现多样化,但Ⅰ型断裂破坏与Ⅱ型断裂破坏仍是两种重要的基本形式。本文通过室内物理试验、数值模拟试验、理论推导等研究方法,完成了 Escabrosa石灰岩的基本力学性质和Ⅰ型、Ⅱ型两种断裂韧度测试,而后针对研究较少的Ⅱ型断裂韧度试验,进行了应力分析;从细观方面入手,构建了围压冲切试验细观模型,建立了围压与Ⅱ型断裂韧度的关系;揭示了围压冲切试验中微观裂隙的时空演化规律,提出了 Ⅱ型断裂韧度、岩石抗拉强度与围压的数量关系。在较小围压下:通过围压冲切试验的应力分析结果,得到最大主应力集中于上切口内侧与下切口外侧,揭示了较小围压下应力集中区呈整体“八字”型的规律特点;通过围压冲切试验细观模拟同样得到了“八字”型裂纹扩展特征。该形态特征与Escabrosa石灰岩围压冲切物理试验中的“八字”型试样断裂破坏迹线相吻合。通过围压冲切试验的细观模型计算得到,Ⅱ型断裂韧度值在较小围压下呈线性增长,当围压增大至40MPa时,断裂韧度值逐渐趋于稳定,该规律与众多物理试验结果一致,从而验证了该细观模型对于岩石Ⅱ型断裂韧度试验研究的正确性。此外,随着围压的增加,翼裂纹受... 

【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：142 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２－２裂纹尖端应力??

Ｐ會??图２－３中心切播巴西圆盘试样Ｎ??如图２－３所示的ＣＢＤ中心切槽巴西圆盘模型，应力强度因子的计算公??式分别为：??Ｋｉ＝?｛＾春，的?（２＇６）??Ｋ＇＇＝＾Ｎ＇＇（ａ，Ｒ＾］?（２＇？）??其中，Ｐ是施加的荷载，ａ是裂纹半长，Ｂ和Ｒ分别是圆盘厚度和半径。??几何因子Ｎ和裂纹长度对圆盘半径比以及角度有关。?？??－９－??

半圆弯曲试验图如图２－４所示，丨型和ＩＩ型断裂靭度计算：??＿?ｐ４ｎａ?（?ａ??十？为?（２＇８）??ｖ?Ｐ－Ｊ＾ａ?ｖ?ｆ?ａ?Ｓ）??（２＇９）??Ｐ是施加的压缩荷载，ｔ是试样厚度，几何因子Ｙ：和丫？是与裂纹长间距及几何倾角相关的函数，很多学者通过解析法或数值方法计算子。??Ｐ??（）?（）１??．？?＇?ｎ?丨?．．?．．?？?ｗ．?．Ｉ?ａ！Ｊ—?（．）?Ｕ??．．ＵＢ??

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3459084