动载下3条断续裂隙岩样的裂缝贯通机制

›› 2006, Vol. 27 ›› Issue (9): 1457-1464.

动载下3条断续裂隙岩样的裂缝贯通机制

张平¹，李宁²，贺若兰³，徐建光²

1.湖南大学土木工程学院岩土工程研究所，长沙 410082；2.西安理工大学岩土工程研究所，西安 710048； 3.长沙理工大学桥梁与结构工程学院，长沙 410076

收稿日期:2005-05-09 出版日期:2006-09-11 发布日期:2013-11-28
作者简介:张平，男，1975年生，博士，讲师，主要从事岩体动力学与岩土工程数值仿真分析方面的研究工作
基金资助:
中国科学院院长基金资助项目（No.9844）；国家自然科学基金资助项目（No.50479023）；湖南大学科学基金资助项目（No.521101834）

Fracture coalescence mechanism of three-intermittent-flaws rock specimen under dynamic loading

ZHANG Ping¹, LI Ning², HE Ruo-lan³, XU Jian-guang²

1. Institute of Geotechnical Engineering, College of Civil Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China; 2. Institute of Geotechnical Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, China; 3. School of Bridge and Structure Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha 410076, China

Received:2005-05-09 Online:2006-09-11 Published:2013-11-28

摘要/Abstract

摘要： 采用含3条断续预制裂隙的类砂岩模型试样进行单轴动力加载试验，对不同裂隙空间位置条件下断续裂隙岩体中裂隙的贯通机制进行了研究。静、动荷载下的对比研究成果显示：不同空间位置的裂隙贯通方式存在较大差异，且对动载的响应不同；动载下分支裂纹扩展及贯通具有惯性效应，即动载下裂尖次生共面、次生倾斜裂纹起裂后易朝原起裂方向快速发展，动载下易在两预制裂隙内端部产生直接贯通。这与静载下岩桥处的贯通常通过分支裂纹拐折扩展、相连不同，这也是导致裂隙试样中低应变速率下强度增大（即速率效应）的主要原因。同时，试验结果也表明：含裂隙试样静、动荷载下裂隙间的多次贯通是导致其呈现出渐进破坏特征的主要原因。

关键词: 动载, 裂隙岩体, 贯通机制, 惯性效应, 速率效应, 渐进破坏

Abstract: The mechanism of the fracture coalescence for intermittently cracked rock mass is studied under uniaxial dynamic loading. The specimens made of sandstone-like modeling material contain three pre-existing flaws with different geometry distribution. Through the comparisons of the fracture propagation length, coalescence mode of the fractures and strength increase of the pre-cracked specimens under static and dynamic loading, the dynamic response of the fracture coalescence is found different with static loading under different geometric setting of the flaws. Furthermore, the inertia effect of the fracture propagation and coalescence is revealed under dynamic loading, that is to say, the growth of the secondary co-planar fracture and inclined fracture tends to the original propagation direction, and the immediate coalescence is taken place easily between two pre-existing flaws. But the fracture coalescence path is winding under static loading, which is different with dynamic loading. So, the inertia effect of the fracture propagation is regarded as the main cause of the strength increase of the brittle material under slow to medium strain rate. Moreover, the multiple coalescences among the flaws lead to the progressive failure for cracked specimens.

Key words: dynamic loading, cracked rock mass, coalescence mechanism, inertia effect, rate effect, progressive failure

中图分类号:

TU 458.3

张平，李宁，贺若兰，徐建光,. 动载下3条断续裂隙岩样的裂缝贯通机制[J]. , 2006, 27(9): 1457-1464.

ZHANG Ping , LI Ning , HE Ruo-lan , XU Jian-guang . Fracture coalescence mechanism of three-intermittent-flaws rock specimen under dynamic loading[J]. , 2006, 27(9): 1457-1464.

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