三轴压缩载荷作用下单裂隙扩展的CT实时扫描试验

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1、第29卷第2期岩石力学与工程学报Vol.29No.22010年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.，2010三轴压缩载荷作用下单裂隙扩展的CT实时扫描试验李廷春，吕海波(山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室，山东青岛266510)摘要：为研究岩石裂隙在三轴加载作用下的扩展规律，精选出一种与岩石物理力学性质相似的陶瓷制作试件，并在试件中部预置一条圆币状裂隙，进行三轴加载过程中的CT实时扫描试验。采取3种不同区域划分方案，通过对不同层、不同阶段的CT数、CT方差、CT图像的对比分析，获得裂隙被压密、自

2、相似扩展、翼裂纹扩展、微裂纹扩展、裂纹加速扩展直到试件破坏的整个裂隙扩展过程。试验结果表明，在三轴压缩荷载作用下，裂隙被压密较为明显，翼裂纹扩展缓慢，自相似扩展更大，而且翼裂纹的扩展是从自相似扩展后的边缘开始的。总之，预置裂隙的扩展受围压影响很大，扩展过程相当艰难，试件破坏类似于延性破坏。关键词：岩石力学；内置裂隙；三轴压缩；扩展规律；CT实时试验中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2010)02–0289–08CTREAL-TIMESCANNINGTESTSONSINGLECRACKPROPAGATIONUNDERTRIAXIALCOM

3、PRESSIONLITingchun，LUHaibo(ShandongProvincialKeyLaboratoryofCivilEngineeringandDisasterPreventionandMitigation，ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qingdao，Shandong266510，China)Abstract：ThepropagationlawofthesinglecrackundertriaxialcompressionissystematicallystudiedthroughtheCTreal

4、-timescanningtests.Inthetests，throughcomparisonofsimilarphysico-mechanicalparameterstotherealrock，ceramisselectedtoprecutthetestspecimens.FromthecomparativeanalysisofCTvalues，CTvariancesandCTimagesindifferentmanifoldareas，thedamageevolutionprocesses，suchasthecoursesofcompressedcrack，se

5、lf-similarpropagation，wingsgrowth，microcrackspropagation，acceleratedcrackgrowthandthedamageevolutionofthespecimenfailure，ofthecrackisaccuratelyobtainedasfollows：thetestresultsshowthatundertriaxialcompressivestresses，thecrackisobviouslycompressedatfirst；then，thepropagationofwingcrackisr

6、estricted，andtheself-similarpropagationisenlargedbycomparisonwiththeuniaxialtestresultandthepropagationofwingcrackstartsfromtheedgeofself-similarpropagation.Inconclusion，thepropagationofinitialcrackisinfluencedobviouslybytheconfiningpressure，whichmakesitslowerandsimilartoductilefailure

7、.Keywords：rockmechanics；artificialinitialcracks；triaxialcompression；propagationrules；CTreal-timetest程领域重要的研究课题，许多岩体工程的失稳和破1引言坏都与裂隙扩展有关，目前该研究还没有取得突破性进展。随着岩体工程复杂程度的增加，对岩体三岩石三维裂隙的发育过程与扩展机制是岩体工维裂隙扩展机制的研究引起了社会的广泛关注。岩收稿日期：2009–07–14；修回日期：2009–09–15基金项目：国家自然科学基金面上项目(50779073)；山东省“泰山学者”建设工程专