›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (4): 913-918.

• 基础理论与实验研究 •    下一篇

硬岩裂纹起裂强度和损伤强度取值方法探讨

周 辉,孟凡震,卢景景,张传庆,杨凡杰   

  1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点试验室,武汉 430071
  • 收稿日期:2014-01-26 出版日期:2014-04-10 发布日期:2014-04-18
  • 作者简介:辉:男,1972年生,博士,研究员,主要从事岩石力学试验、理论、数值分析与工程安全性分析方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家重点基础研究发展计划(973)项目(No. 2014CB046902);中国科学院科技创新“交叉与合作团队”(人教字〔2012〕119号);中国科学院知识创新工程重要方向项目(No. KZCX2-EW-QN115);国家自然科学基金项目(No. 41172288)。

Discussion on methods for calculating crack initiation strength and crack damage strength for hard rock

ZHOU Hui,MENG Fan-zhen,LU Jing-jing,ZHANG Chuan-qing,YANG Fan-jie   

  1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China
  • Received:2014-01-26 Online:2014-04-10 Published:2014-04-18

摘要: 岩石裂纹起裂强度 和损伤强度 的研究对探讨岩石渐进破坏过程和脆性破坏机制,建立岩石的起裂强度和长期强度准则具有重要意义。鉴于此,系统总结了岩石起裂强度和损伤强度的4种计算方法,包括裂纹应变模型计算法,声发射参数取值法,侧向应变、体积应变曲线观察法和移动点回归法,并以大理岩和花岗岩在单轴压缩条件下为例,详细描述了用不同方法计算 和 时存在的问题。研究结果表明,裂纹应变模型法物理意义明确,可以方便和准确地确定岩石的 和 ;声发射撞击率可以定性或半定量了解岩石的渐进破坏和损伤过程,但无法准确定量确定 和 ;移动点回归法计算体积应变刚度时受取值点间隔影响较大,而且加载过程中不同阶段的特征并不明显,难以确定起裂强度值。研究结论可为加深对岩石裂纹起裂强度和损伤强度的重要意义的认识,了解两个强度值的计算方法并合理选取其计算方法提供有益的参考。

关键词: 起裂强度, 损伤强度, 声发射, 体积应变刚度, 计算方法

Abstract: Strength thresholds of crack initiation ( ) and crack damage ( ) of hard rock are of great significance not only for understanding the progressive failure process and brittle failure mechanism but also for establishing the crack initiation strength criterion and long-term strength criterion. In view of this, four methods to calculate the crack initiation and damage strength, including crack volumetric strain model, acoustic emission method, lateral strain and volumetric strain observation method, moving point regression technique, are summarized systematically; and marble and granite in uniaxial stress state are taken as examples to show problems in determining and by each method. Results show that and can be obtained conveniently and precisely through crack volumetric strain model which has a clear physical meaning; progressive failure and damage process of rock can be comprehended qualitatively or semi-quantitatively by analysis of acoustic emission hit rate; but and can not be acquired accurately. Curve of volumetric strain stiffness is strongly influenced by data intervals and characteristics of different stages during loading are not obvious when moving point regression technique is used, which makes the determination of difficult. The result could contribute to understanding the importance and calculating methods of crack initiation and damage strength thresholds and provide a useful reference to choose appropriate calculating method.

Key words: crack initiation strength, crack damage strength, acoustic emission, volumetric strain stiffness, calculating method

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[1] 邓涛, 林聪煜, 柳志鹏, 黄明, 陈文菁, . 大位移条件下水平受荷单桩的简明弹塑性计算方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 95-102.
[2] 张艳博, 孙林, 姚旭龙, 梁鹏, 田宝柱, 刘祥鑫, . 花岗岩破裂过程声发射关键信号时 频特征试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 157-165.
[3] 郑坤, 孟庆山, 汪稔, 余克服, . 珊瑚骨架灰岩三轴压缩声发射特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 205-213.
[4] 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.
[5] 章定文, 刘志祥, 沈国根, 鄂俊宇, . 超大直径浅埋盾构隧道土压力实测分析 及其计算方法适用性评价[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 91-98.
[6] 楼烨, 张广清. 压裂液黏度对循环水力压裂影响的试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 109-118.
[7] 刘希灵, 刘周, 李夕兵, 韩梦思. 单轴压缩与劈裂荷载下灰岩声发射b值特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 267-274.
[8] 杨道学, 赵奎, 曾鹏, 卓毓龙, . 基于粒子群优化算法的未知波速声发射 定位数值模[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 494-502.
[9] 侯公羽, 荆浩勇, 梁金平, 张广东, 谭金鑫, 张永康, 杨希, . 不同卸荷速率下矩形巷道变形及 声发射特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3309-3318.
[10] 王钦科, 马建林, 陈文龙, 杨彦鑫, 胡中波, . 上覆土嵌岩扩底桩抗拔承载特性离心 模型试验及计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3405-3415.
[11] 李瑞山, 袁晓铭. 成层场地基本周期简化计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3227-3235.
[12] 宋义敏, 邓琳琳, 吕祥锋, 许海亮, 赵泽鑫, . 岩石摩擦滑动变形演化及声发射特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2899-2906.
[13] 程爱平, 张玉山, 戴顺意, 董福松, 曾文旭, 李丹峰, . 单轴压缩胶结充填体声发射参数 时空演化规律及破裂预测[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2965-2974.
[14] 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.
[15] 张艳博, 梁鹏, 孙林, 田宝柱, 姚旭龙, 刘祥鑫, . 单轴压缩下饱水花岗岩破裂过程声发射 频谱特征试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2497-2506.
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[1] 魏 丽,柴寿喜,蔡宏洲,王晓燕,李 敏,石 茜. 麦秸秆加筋材料抗拉性能的实验研究[J]. , 2010, 31(1): 128 -132 .
[2] 赵延林,王卫军,曹 平,王 军,赵阳升. 不连续面在双重介质热-水-力三维耦合分析中的有限元数值实现[J]. , 2010, 31(2): 638 -644 .
[3] 孙德安,陈 波. 重塑超固结上海软土力学特性及弹塑性模拟[J]. , 2010, 31(6): 1739 -1743 .
[4] 刘争宏,廖燕宏,张玉守. 罗安达砂物理力学性质初探[J]. , 2010, 31(S1): 121 -126 .
[5] 雷金波,陈从新. 基于双曲线模型的带帽刚性桩复合地基荷载传递机制研究[J]. , 2010, 31(11): 3385 -3391 .
[6] 王登科,刘 建,尹光志,韦立德. 突出危险煤渗透性变化的影响因素探讨[J]. , 2010, 31(11): 3469 -3474 .
[7] 胡 琦,凌道盛,陈云敏. 基于Melan解的水平基床系数分析方法及工程运用[J]. , 2009, 30(1): 33 -39 .
[8] 王 军,曹 平,李江腾,刘业科. 降雨入渗对流变介质隧道边坡稳定性的分析[J]. , 2009, 30(7): 2158 -2162 .
[9] 侯 伟2,贾永刚1, 2,宋敬泰3,孟祥梅4,单红仙1, 2. 黄河三角洲粉质土海床临界起动切应力影响因素研究[J]. , 2011, 32(S1): 376 -0381 .
[10] 唐世斌,唐春安,李连崇,张永彬. 湿度扩散诱发的隧洞时效变形数值模拟研究[J]. , 2011, 32(S1): 697 -0703 .