岩土力学 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (10): 2659-2671.doi: 10.16285/j.rsm.2021.0339
张艳博1, 2,徐跃东1, 2,刘祥鑫1, 2,姚旭龙1, 2,王帅1, 2, 梁鹏1, 2,孙林1, 2,田宝柱1, 2
ZHANG Yan-bo1, 2, XU Yue-dong1, 2, LIU Xiang-xin1, 2, YAO Xu-long1, 2, WANG Shuai1, 2, LIANG Peng1, 2, SUN Lin1, 2, TIAN Bao-zhu1, 2
摘要: 岩石破裂是裂纹萌生、扩展演化直至贯通的过程,为了研究受载岩石发生变形破坏时其内部裂纹动态扩展演化过程,利用工业CT对岩石破裂过程进行阶段性观测扫描,通过CT图像堆栈矢量化处理构建岩石三维裂隙模型,并对裂纹结构特征参数进行统计分析,定量化表征岩石破裂过程中裂纹扩展情况。在此基础上,提取裂纹扩展路径上的局部破坏形态特征,结合岩矿鉴定试验进行细观尺度分析研究。研究结果表明:利用裂隙体积V、表面积S及分形维数D等参数可以将三维裂隙扩展过程量化,且参量呈现基本不变—小幅增大—大幅激增的变化规律;CT切片图像中裂纹面积可以表征岩石局部裂纹扩展特征,且与同阶段三维裂隙的扩展演化特征相对应;岩石细观结构对裂隙扩展影响较大,裂隙扩展遇到砾石将形成绕砾扩展、穿砾扩展及分叉扩展3种方式。该研究成果将为岩石失稳破坏、工程岩体致灾预警工作提供研究基础。
中图分类号: TU 45| [1] | 张春瑞, 纪洪广, 付桢, 张月征, 宋宇, 田竹华, 范文博, . 白云石对粉砂岩物理力学性质影响研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(9): 2661-2675. |
| [2] | 龙大愚, 王宇, 李鹏, 李长洪, 蔡美峰, . 不同灰砂比岩充组合体疲劳损伤与破裂特性试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(9): 2669-2681. |
| [3] | 王凯, 付强, 徐超, 艾子博, 李丹, 王磊, 舒龙勇, . 原生煤岩组合体界面力学效应数值模拟研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 623-633. |
| [4] | 顾岩, 雍睿, 沈伟, 杜时贵, 简杰东, 刘松林, . 基于轮廓曲线的岩体结构面三维粗糙度获取方法[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 485-494. |
| [5] | 安然, 陈欣, 张先伟, 王港, 高浩东, . 单轴加载过程中钢渣稳定土细观裂隙的动态演化特征[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 300-308. |
| [6] | 高浩东, 安然, 孔令伟, 张先伟, 雷学文, . 干燥失水条件下膨胀土的细观裂隙演化特征研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 442-450. |
| [7] | 栾纪元, 王冀鹏. 基于4D显微成像的非饱和颗粒土微观力学与渗流试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(11): 3252-3260. |
| [8] | 王磊, 陈礼鹏, 刘怀谦, 朱传奇, 李少波, 范浩, 张帅, 王安铖, . 不同初始瓦斯压力下煤体动力学特性及其劣化特征[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 144-158. |
| [9] | 马登辉, 韩迅, 关云飞, 唐译, . 珊瑚颗粒孔隙结构及渗流特性分析[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 223-230. |
| [10] | 申嘉伟, 周博, 付茹, 库泉, 汪华斌, . 钙质砂单颗粒破碎强度和模式的试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 312-320. |
| [11] | 朱昌星, 孙家鑫, 王彦伟. 基于CT扫描单轴压缩下注浆体试块裂隙 动态演化过程试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(9): 2493-2503. |
| [12] | 胡聪, 龙志林, 旷杜敏, 龚钊卯, 俞飘旖, 徐国斌. 基于多视角二维图像的钙质砂颗粒三维重构方法[J]. 岩土力学, 2022, 43(3): 761-768. |
| [13] | 王伟, 梁渲钰, 张明涛, 贾泽钰, 张思怡, 王奇智, . 动静组合加载下砂岩破坏机制 及裂纹密度试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(10): 2647-2658. |
| [14] | 金爱兵, 巨有, 孙浩, 赵怡晴, 李海, 张舟, 陆通, . 相变储能充填体孔隙结构及强度劣化机制研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(10): 2623-2633. |
| [15] | 杨春和, 张超, 李全明, 于玉贞, 马昌坤, 段志杰, . 大型高尾矿坝灾变机制与防控方法[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 1-17. |
|
||