灰岩拉伸过程中细观结构演化的分形特征

›› 2007, Vol. 28 ›› Issue (12): 2579-2582.

灰岩拉伸过程中细观结构演化的分形特征

彭瑞东¹，鞠杨¹，谢和平^1,2

1. 中国矿业大学（北京）煤炭资源与安全开采国家重点试验室，北京 100083；2. 四川大学，成都 610065

收稿日期:2006-07-12 出版日期:2007-12-10 发布日期:2013-10-18
作者简介:彭瑞东，男，1974年生，博士，讲师，主要从事岩土力学分析与测试方面的研究
基金资助:
国家“973”项目（No. 2002CB412705，2002CB412707）；国家自然科学基金项目资助（No. 50579042）

Fractal characterization of meso-structural evolution during tension of limestone

PENG Rui-dong¹，JU Yang¹，XIE He-ping^1,2

1. State Key Lab of Coal Resources and Mine Safety, China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China; 2. Sichuan University, Chengdu 610065，China

Received:2006-07-12 Online:2007-12-10 Published:2013-10-18

摘要/Abstract

摘要： 岩石损伤演化的本质在于内部微细观结构发生了不可逆的劣化，它会在岩石表面体现出来。通过带扫描电镜的伺服试验机对岩石进行了拉伸试验，实时采集了岩石变形破坏过程中表面细观形貌的SEM照片。试验表明岩石在变形破坏过程中表面形貌将发生不可逆的演化直至最终出现宏观拉伸裂纹。针对SEM照片，借助数字图像处理的方法进行了阈值分割及边缘检测，计算出SEM数字图像的分形维数作为描述岩石表面细观形貌的参数。研究表明，随着载荷的增大，岩石表面的分形维数也逐渐增大，岩石的损伤程度加剧。

关键词: 岩石, 拉伸, 损伤, 细观形貌, 分形

Abstract: The essential of rock damage evolution is the deterioration of rock’s meso-structure, which also appears on the surface of rock. The tension tests of limestone samples were employed in the test machine assembled with scanning electronic microscope, and simultaneously the SEM image of sample surface was captured while the sample is being loaded. It is observed that the surface pattern of rock transforms irreversibly and eventually macro cracks appear on the surface due to tension. Moreover the SEM image is analyzed by the method of digital image processing, which includes threshold partition and edge detection, and then the fractal dimension of rock surface is calculated as a parameter to characterize the meso surface pattern of rock. It is concluded that the fractal dimension increases with the increasing of load, and at the same time damage become more severe.

Key words: rock, tension, damage, meso-structure, fractal

中图分类号:

TU452，O346.5

彭瑞东，鞠杨，谢和平. 灰岩拉伸过程中细观结构演化的分形特征[J]. , 2007, 28(12): 2579-2582.

PENG Rui-dong，JU Yang，XIE He-ping. Fractal characterization of meso-structural evolution during tension of limestone[J]. , 2007, 28(12): 2579-2582.

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