›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (10): 3196-3200.

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基于数字散斑相关方法的虚拟引伸计及其在岩石裂纹动态观测中的应用

郭文婧1, 2，马少鹏1, 3，康永军1，马沁巍1   

  1. 1.北京理工大学 宇航学院力学系，北京 100081；2.北京强度环境研究所，北京 100076； 3.中国地震局地质研究所 地震动力学国家重点实验室，北京 100029
  • 收稿日期:2010-03-01 出版日期:2011-10-10 发布日期:2011-10-13
  • 通讯作者: 马少鹏，男，1974年生，博士，副教授，主要从事实验固体力学、岩石力学方面的研究。E-mail: masp@bit.edu.cn E-mail:wjguo_bit@163.com
  • 作者简介:郭文婧，女，1986年生，硕士，助理工程师，主要从事实验固体力学方面的研究
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目资助（No. 10972038）；地震动力学国家重点实验室开放基金项目资助（No. LED08-12）

Virtual extensometer based on digital speckle correlation method and its application to deformation field evolution of rock specimen

GUO Wen-jing1, 2, MA Shao-peng1, 3, KANG Yong-jun1, MA Qin-wei1   

  1. 1. Department of Mechanics, School of Aerospace Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China; 2. Beijing Institute of Strength and Environment Engineering, Beijing 100076, China; 3. State Key Laboratory of Earthquake Dynamics, Institute of Geology, China Earthquake Administration, Beijing 100029, China
  • Received:2010-03-01 Online:2011-10-10 Published:2011-10-13

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摘要： 基于数字散斑相关方法（DSCM）发展了一种虚拟引伸计测量方法。该方法通过DSCM测量的应变场识别和定位裂纹，然后“事后”在裂纹处虚拟地安装引伸计，再通过DSCM测量的位移场计算裂纹的张开量和错动量。给出了虚拟引伸计的原理和实现方法，并用实验验证了虚拟引伸计的可靠性，同时分析并标定出虚拟引伸计在实测中可达到0.1像素的分辨率。将虚拟引伸计应用于含未穿透预制裂纹（三维裂纹）的花岗岩试件的破坏实验中，根据虚拟引伸计测得的裂纹张开、错动情况，对试件破坏过程中不同裂纹的出现顺序以及裂纹类型进行了判断，同时对试件破坏的机制进行了简单分析。

关键词: 虚拟引伸计, 数字散斑相关方法（DSCM）, 裂纹, 岩石破坏

Abstract: The virtual extensometer is developed based on digital speckle correlation method (DSCM). To realize the virtual extensometer, the cracks on the specimen are firstly identified and located using the strain fields measured by DSCM. Then, virtual extensometers are installed on the cracks. Finally, the opening and the dislocation of the cracks are calculated through the displacement fields. The principle and realization of the virtual extensometer are introduced. The reliability of virtual extensometer is verified by a specially designed experiment and the resolution of virtual extensometer is calibrated as 0.1 pixels. This virtual extensometer is applied to an experiment to study the failure procedure of a granite specimen containing non-penetrating crack (three-dimensional crack). The type and sequence-by-time of cracks on the specimen are determined based on the measurement results from the virtual extensometer. The failure mechanism of the specimen is then analyzed.

Key words: virtual extensometer, digital speckle correlation method (DSCM), crack, rock failure

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[1] 张志韬, 王海军, 汤雷, 赵初, 李汉章, 苏正洋, . 基于3D-ILC含偏心内裂纹半圆弯拉断裂特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 111-122.
[2] 张国凯, 李海波, 王明洋, 李晓锋, . 基于声学测试和摄像技术的单裂隙岩石 裂纹扩展特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 63-72.
[3] 王瑞, 闫帅, 柏建彪, 常治国, 宋远霸, . 端帮开采下煤柱破坏宽度计算及失稳机制研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3167-3180.
[4] 张传庆, 刘振江, 张春生, 周辉, 高阳, 侯靖, . 隐晶质玄武岩破裂演化及破坏特征试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2487-2496.
[5] 王海军, 郁舒阳, 任然, 汤雷, 李欣昀, 贾宇, . 基于3D-ILC含内裂纹孔口脆性固体断裂特性试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2200-2212.
[6] 张 盛, 王龙飞, 常 旭, 王东坤, 王小良, 乔 洋, . 中心直裂纹半圆盘试样的石灰岩断裂韧度 尺寸效应试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1740-1749.
[7] 杨石扣, 张继勋, 任旭华, . 基于改进数值流形法的接触裂纹问题研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 2016-2021.
[8] 张 波, 李 垚, 杨学英, 朱飘扬, 朱春帝, 刘子豪, 刘文杰, 罗志恒, . 一种用于水压致裂试验的水压供给装置研制及应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 2022-2028.
[9] 邓 珂, 陈 明, 卢文波, 严 鹏, 冷振东, . 地应力对坝肩槽预裂爆破成缝的影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1121-1128.
[10] 丛 怡, 丛 宇, 张黎明, 贾乐鑫, 王在泉, . 大理岩加、卸荷破坏过程的三维颗粒流模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1179-1186.
[11] 李铮, 郭德平, 周小平, 王允腾, . 模拟岩石中裂纹扩展连接的近场动力学方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4711-4721.
[12] 张珂, 王海军, 任然, 汤雷, 郁舒阳, 刘鑫娜, 顾浩, . 基于3D-ILC球体45º三维双内裂纹复合断裂研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4731-4739.
[13] 李晓照, 邵珠山, 戚承志, . 岩石裂纹损伤及围压对剪切破坏影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4249-4258.
[14] 马鹏飞, 李树忱, 周慧颖, 赵世森. 岩石材料裂纹扩展的改进近场动力学方法模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4111-4119.
[15] 王桂林, 梁再勇, 张 亮, 孙 帆, . Z型裂隙对砂岩强度和破裂行为影响机制研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 389-397.
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[1] 唐明明，王芝银，马兰平，曾志华，张之沛. 油气管道穿越黄土冲沟的管线设计参数研究[J]. , 2010, 31(4): 1314 -1318 .
[2] 张广明，刘 合，张 劲，吴恒安，王秀喜. 储层流固耦合的数学模型和非线性有限元方程[J]. , 2010, 31(5): 1657 -1662 .
[3] 林 杭，曹 平，李江腾，江学良，何忠明. 基于Hoek-Brown准则的三维边坡变形稳定性分析[J]. , 2010, 31(11): 3656 -3660 .
[4] 魏 宁，李小春，王 燕，谷志孟. 城市垃圾填埋场甲烷资源量与利用前景[J]. , 2009, 30(6): 1687 -1692 .
[5] 牛文杰，叶为民，刘绍刚，禹海涛. 考虑饱和-非饱和渗流的土坡极限分析[J]. , 2009, 30(8): 2477 -2482 .
[6] 王可良，刘 玲，隋同波，徐运海, 胡廷正. 坝体岩基-橡胶粉改性混凝土现场抗剪（断）试验研究[J]. , 2011, 32(3): 753 -756 .
[7] 林达明，尚彦军，孙福军，孙元春，吴锋波，刘志强. 岩体强度估算方法研究及应用[J]. , 2011, 32(3): 837 -842 .
[8] 吴 剑，冯少孔，李宏阶. 钻孔成像中结构面自动判读技术研究[J]. , 2011, 32(3): 951 -957 .
[9] 李 辉 ，晏鄂川 ，杨建国 ，吕 坤 . 库水条件下滑坡体与挡墙相互作用研究[J]. , 2012, 33(5): 1593 -1600 .
[10] 王 宇 ，李建林 ，邓华锋 ，王瑞红 . 软岩三轴卸荷流变力学特性及本构模型研究[J]. , 2012, 33(11): 3338 -3344 .
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