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单轴压缩与劈裂荷载下灰岩声发射b值特性研究 被引量：37
1
作者 刘希灵 刘周 +1 位作者 李夕兵 韩梦思 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期267-274,共8页
通过开展灰岩巴西劈裂和单轴压缩声发射试验,探讨两种加载方式下岩石破裂声发射b值特性及b值计算影响因素。结果表明,累积计算b值拟合度高,误差较小;步距为5 dB时不同门槛值下b值随时间变化的总体规律基本一致,选择5 dB的步距和40 dB的... 通过开展灰岩巴西劈裂和单轴压缩声发射试验,探讨两种加载方式下岩石破裂声发射b值特性及b值计算影响因素。结果表明,累积计算b值拟合度高,误差较小;步距为5 dB时不同门槛值下b值随时间变化的总体规律基本一致,选择5 dB的步距和40 dB的门槛值计算b值比较合理,能够降低非岩石破裂信号对b值变化的影响。由动态b值的波动程度可以看出,在劈裂荷载下灰岩损伤演化过程可分为3个阶段,即(0~40%)δ_c(δ_c为峰值强度)、(40%~90%)δ_c和(90%~100%)δ_c,而在单轴加载下可分为:(0~80%)δ_c和(80%~100%)δ_c两个阶段,且不同阶段岩石内部损伤的程度不同。在裂纹扩展阶段,相比单轴加载,劈裂荷载下动态b值增加较为稳定,但在整个破坏过程中劈裂荷载下动态b值波动更大,在单轴压缩和劈裂加载方式下b值的大小取决于灰岩破裂面上的结构性质及破裂模式。 展开更多
关键词 岩石声发射 B值 单轴压缩 巴西劈裂 影响因素
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冻融循环作用下砂岩受拉损伤特性的声发射试验 被引量：30
2
作者 刘慧 蔺江昊 +4 位作者 杨更社 贠烨辉 张慧梅 梁博 张尧 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期830-839,共10页
在煤矿井巷冻结法施工工程中,地下工程结构的破坏常始于受拉区域,因此开展冻融岩石的抗拉强度劣化机理研究有一定意义。对不同冻融循环作用下的砂岩进行巴西劈裂实时声发射监测,从细观层次探讨了冻融作用对砂岩劈裂损伤过程的影响。结... 在煤矿井巷冻结法施工工程中,地下工程结构的破坏常始于受拉区域,因此开展冻融岩石的抗拉强度劣化机理研究有一定意义。对不同冻融循环作用下的砂岩进行巴西劈裂实时声发射监测,从细观层次探讨了冻融作用对砂岩劈裂损伤过程的影响。结果表明:冻融作用引起砂岩物理性质改变,抗拉强度降低;冻融砂岩劈裂损伤在时间域具有连续演进的特征,损伤发育速度在关键时刻有突变,可通过振铃计数峰值进行定性评判;在冻融循环5次前后,损伤发育速度突变,表现为声发射事件频率与能量值突增;随着冻融循环次数的增加,声发射累计能量出现时间提前,持续时长缩短,岩样提前进入弹性变形阶段,呈现由脆性破坏向延性破坏转换的趋势;高能声发射事件多发于损伤快速扩展期,可作为损伤传导和加剧的重要参照;振铃计数和累计能量同步大幅度激增至更高数量级是冻融砂岩破坏失稳时间域的前兆信息;声发射b值先降后升,表明砂岩破坏模式由内部大裂隙破坏转变为持续小裂隙破坏。依据损伤力学理论,基于累计振铃计数所建立的损伤变量能较好反映冻融砂岩抗拉损伤演化过程各阶段及损伤特征。 展开更多
关键词 冻融循环 细粒砂岩 巴西劈裂 声发射 抗拉损伤
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不同温度循环冷却作用后花岗岩巴西劈裂特征及其物理力学特性演化规律研究 被引量：28
3
作者 李春 胡耀青 +4 位作者 张纯旺 赵中瑞 靳佩桦 胡跃飞 赵国凯 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1797-1807,共11页
干热岩地热开发中,井筒钻进及热储层的热交换都涉及高温岩体受不同程度的冷热循环,导致井筒破裂失稳或热储层破裂程度增加,为了揭示其机制,采用岩石力学试验机并结合声发射监测系统,研究不同温度循环作用后花岗岩的纵波波速及巴西劈裂... 干热岩地热开发中,井筒钻进及热储层的热交换都涉及高温岩体受不同程度的冷热循环,导致井筒破裂失稳或热储层破裂程度增加,为了揭示其机制,采用岩石力学试验机并结合声发射监测系统,研究不同温度循环作用后花岗岩的纵波波速及巴西劈裂破坏过程。结果表明:(1)随着温度循环次数的不断增加,2种冷却作用下花岗岩所对应的抗拉强度均逐渐降低,遇水冷却循环作用后花岗岩的抗拉强度要低于自然冷却状态下花岗岩的抗拉强度,且花岗岩在高温高循环次数下的劣化程度较为明显,当温度大于500℃时,花岗岩试样的表观颜色逐渐变为土黄色,试样逐渐由脆性向延性转化。(2)根据温度可以将花岗岩的破坏特征分为3个阶段,在低温阶段(100℃~200℃),试样均沿着巴西圆盘中心线发生破裂;中温阶段(300℃~400℃),试样沿着与直径呈一定角度破裂;高温阶段(500℃~700℃),试样破裂模式复杂,较为破碎。(3)低温阶段时的花岗岩随温度循环的变化其纵波波速、强度特征以及变形均变化较小;当试样处于中、高温度阶段时,随循环次数的增加其强度、波速等各项参数衰减幅度逐渐增大。研究结果可为地热开发中井筒破坏失稳及热储层岩体的破裂模式提供理论参考。 展开更多
关键词 岩石力学 巴西劈裂 高温花岗岩 抗拉强度 循环冷却 破坏模式
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劈裂荷载下的岩石声发射及微观破裂特性 被引量：27
4
作者 刘希灵 刘周 +2 位作者 李夕兵 韩梦思 杨柳青 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期1422-1432,共11页
通过开展花岗岩和大理岩巴西圆盘声发射试验,结合扫描电镜进行破裂面微观形貌分析,探讨了劈裂荷载下岩石声发射特性与微观破裂机制的关系.结果表明:基于RA(上升时间与幅值的比值)和AF(平均频率)的变化趋势,不同裂纹模式(拉伸裂纹、剪切... 通过开展花岗岩和大理岩巴西圆盘声发射试验,结合扫描电镜进行破裂面微观形貌分析,探讨了劈裂荷载下岩石声发射特性与微观破裂机制的关系.结果表明:基于RA(上升时间与幅值的比值)和AF(平均频率)的变化趋势,不同裂纹模式(拉伸裂纹、剪切裂纹以及复合裂纹)的分布和破坏强度受岩石结构影响,但岩石裂纹演化过程不受其影响.相应地,两种岩样破裂信号均以400~499 kHz为主,100~199 kHz的信号次之,但不同破裂阶段的峰值频率变化趋势显著不同.在微观形貌上,花岗岩劈裂面的微观形貌以层叠状、台阶状及平坦状为主;而大理岩以光滑多面体状为主.此外,结合频率-尺度缩放关系可推测,400~499 kHz的信号应主要来自钾长石、大理岩矿物颗粒内部的破裂;100~199 kHz的信号应主要来自石英矿物颗粒内部不连续分离以及压密阶段矿物颗粒之间的滑移. 展开更多
关键词 巴西劈裂 扫描电镜 RA值 频率特性 微观形貌
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不同岩性巴西劈裂试验的声发射特征 被引量：26
5
作者 李果 艾婷 +3 位作者 于斌 张茹 高明忠 徐晓炼 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期870-881,共12页
应用声发射及其定位技术,系统研究了10种不同岩石的巴西劈裂失稳过程,分析了随应力时间变化其声发射活动规律,并从内部细观结构对其破坏机制进行了分析,得到了顶板岩层不同高度不同岩性的微观破裂机理。结果表明:由于不同岩性岩石内部... 应用声发射及其定位技术,系统研究了10种不同岩石的巴西劈裂失稳过程,分析了随应力时间变化其声发射活动规律,并从内部细观结构对其破坏机制进行了分析,得到了顶板岩层不同高度不同岩性的微观破裂机理。结果表明:由于不同岩性岩石内部微观组成存在差异,砂性岩石劈裂抗拉强度和竖直方向的压缩极限应变约为泥性岩石的1.60倍。峰值强度时,砂性岩石的振铃计数和能量远大于泥性岩石,且其振铃计数和能量时间曲线比较均匀,而泥性岩石曲线"阶跃"现象明显;岩性不同,内部初始裂纹的位置也不同,裂纹初始及其扩展方向是诱发岩样裂纹贯通的主要原因。砂性岩石破坏前兆点早于泥性岩石出现,且大部分处于不稳定裂纹扩展阶段(含粗砂细砾岩和砂岩除外);顶板岩石在受拉变形过程中,泥性岩石失稳破坏时更加剧烈和突然,预警时间较短,可能带来安全隐坏,因此必须做好相应的支护措施。 展开更多
关键词 泥性岩石 砂性岩石 巴西劈裂 声发射
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黑色页岩巴西劈裂破坏的层理效应研究及能量分析 被引量：26
6
作者 侯鹏 高峰 +2 位作者 杨玉贵 张志镇 张向向 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期930-937,共8页
以重庆龙马溪组黑色页岩为试样,对黑色页岩进行了不同层理角度的巴西劈裂试验,研究了其抗拉强度和破坏形态的各向异性特征,分析了其变形破坏过程中的吸收能变化规律,揭示了层理角度、抗拉强度、AE能量与最终吸收能之间的关系。结果表明:... 以重庆龙马溪组黑色页岩为试样,对黑色页岩进行了不同层理角度的巴西劈裂试验,研究了其抗拉强度和破坏形态的各向异性特征,分析了其变形破坏过程中的吸收能变化规律,揭示了层理角度、抗拉强度、AE能量与最终吸收能之间的关系。结果表明:1黑色页岩的抗拉强度受层理影响明显,90°时,抗拉强度最大,最小值则出现在30°附近。在0°≤θ≤30°和60°≤θ≤90°,抗拉强度值变化较小,而30°≤θ≤60°,其值随着层理角度增加而迅速增大;2试样破坏形态可以分为三类典型的裂纹,且低层理角度的试样仅出现单一种类的裂纹,而高层理角度的试样存在多种裂纹形态;3吸收能随着载荷增加呈非线性增长,根据吸收能增长速率的大小,发现黑色页岩发生拉伸滑移、滑移拉伸、纯拉伸、滑移和压张型拉伸破坏的剧烈程度依次减弱;4低角度试样的最终吸收能小,高角度试样的最终吸收能大,在30°≤θ≤60°,最终吸收能变化跨度最大,其与抗拉强度和AE能量均存在相应的二次非线性关系,为页岩气勘探开发提供了参考。 展开更多
关键词 黑色页岩 巴西劈裂 层理效应 抗拉强度 吸收能 破坏形态
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土体抗拉强度试验研究方法的进展 被引量：25
7
作者 李昊达 唐朝生 +3 位作者 徐其良 刘昌黎 冷挺 施斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期175-186,共12页
理论上土体的抗拉强度与抗压和抗剪强度一样是描述土体力学性质的重要指标之一,也是研究土体张拉破坏特性的基础。由于土体抗拉强度在数值上相对较小,且难以准确测量,在岩土工程领域常常被忽视。随着工程中的张拉破坏问题越来越突出,土... 理论上土体的抗拉强度与抗压和抗剪强度一样是描述土体力学性质的重要指标之一,也是研究土体张拉破坏特性的基础。由于土体抗拉强度在数值上相对较小,且难以准确测量,在岩土工程领域常常被忽视。随着工程中的张拉破坏问题越来越突出,土体抗拉强度特性引起许多学者的关注,相关研究成果也越来越多。文中对土体抗拉强度试验研究方法进行了系统的归纳和总结,对比分析了各种方法的优缺点,认识到,(1)土体抗拉强度试验方法总体上可分为直接法和间接法两大类,直接法是在试样两端直接施加拉力直到试样发生张拉破坏,根据破坏时的最大拉力及对应的破裂面面积计算出土体的抗拉强度。间接法主要通过一些理论假设,把压应力转换成相应的拉应力并基于一些理论公式计算土体抗拉强度;(2)按试样受力条件,直接法可分为单轴拉伸和三轴拉伸,一般都需要开发专门的拉伸试验设备,以实现拉力荷载的施加及其在试样内的有效传递。常用的方式有粘结、锚固、模具夹持及摩擦力传递等,都各有优缺点,但模具夹持法相对而言更具操作性。间接法中比较有代表性的有巴西劈裂试验、土梁弯曲试验和轴向压裂试验等,一般较适应于刚度较大的土体如化学固化土。最后,笔者提出了今后该课题的研究重点,包括制定土体抗拉强度试验方法规范及标准,研发简单易操作的土体拉伸试验设备,拉伸试验过程中土吸力的测量及控制方法,土体拉伸过程中应变场的准确获取方法及土体张拉特性的数值模拟研究等。 展开更多
关键词 抗拉强度 试验方法 单轴拉伸 三轴拉伸 土梁弯曲 轴向压裂试验 径向压裂试验 巴西劈裂
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考虑层理影响页岩巴西劈裂及声发射试验研究 被引量：24
8
作者 侯鹏 高峰 +4 位作者 杨玉贵 张志镇 高亚楠 张向向 张骥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1603-1612,共10页
基于不同层理角度的页岩巴西劈裂试验,利用高速摄像系统和声发射系统,对页岩力学特性、裂纹扩展及声发射特征的层理效应进行了深入研究。结果表明：（1）页岩巴西劈裂破坏过程可以分为压密、弹性和破坏3个阶段;（2）页岩抗拉强度、劈裂... 基于不同层理角度的页岩巴西劈裂试验,利用高速摄像系统和声发射系统,对页岩力学特性、裂纹扩展及声发射特征的层理效应进行了深入研究。结果表明：（1）页岩巴西劈裂破坏过程可以分为压密、弹性和破坏3个阶段;（2）页岩抗拉强度、劈裂模量和应力峰值时变形的各向异性特征明显,层理角度θ=30°时,层理效应最为明显,θ=90°时影响最小;（3）θ=0°和θ=15°时试样的裂纹破坏面基本是沿着层理面,θ=30°时裂纹面交切层理面,与加载基线面重合,θ=45°～90°的各试样的断裂面呈不同程度的偏离加载基线面,为弧面或曲面;（4）θ=30°和θ=45°为破坏机制转化角,其中θ=30°为沿着层理面压致性张拉开裂转化为交切层理面开裂的转化角,θ=45°为交切层理面开裂转化为交切层理面且沿着层理面不同程度的剪切滑移开裂的转化角;（5）声发射活动性和能量释放随层理角度的增加而加强,主要因为受层理角度的影响,其破坏机制不同,这也进一步验证了页岩随层理角度的变化,其破坏机制的各向异性。能率峰值与抗拉强度具有很好的线性关系,表明声发射能率峰值能很好地反映岩石抗拉伸破坏的程度。 展开更多
关键词 页岩 巴西劈裂 声发射 各向异性 裂纹扩展
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层状含水页岩的抗拉强度特性试验研究 被引量：24
9
作者 腾俊洋 唐建新 张闯 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1317-1326,共10页
为分析层理和水对页岩的抗拉强度特性的影响,现场选取龙马溪组黑色页岩制备成4种含水状态含层理页岩,沿与层理呈0°、30°、60°和90°夹角加载进行巴西劈裂圆盘试验,试验过程同步进行声发射测试,并采用离散元软件3DEC... 为分析层理和水对页岩的抗拉强度特性的影响,现场选取龙马溪组黑色页岩制备成4种含水状态含层理页岩,沿与层理呈0°、30°、60°和90°夹角加载进行巴西劈裂圆盘试验,试验过程同步进行声发射测试,并采用离散元软件3DEC对试验结果进行数值模拟验证。结果表明,相比于含层理页岩,同时考虑含水和层理的页岩在巴西劈裂试验中有其独特的破坏模式和力学特性。含层理页岩的巴西劈裂破坏模式和抗拉强度均与层理角度和含水率有关,破坏模式主要受控于层理与荷载的加载方向,水虽不会影响其破坏模式但能够导致次生裂纹的形成。抗拉强度则表现出随层理角度的增加而先减小后增大,随含水率的增加而减小的趋势。并且,在页岩同时受水和层理损伤作用时,受层理损伤程度越大,水对其损伤程度也越高。通过对含层理不同含水率页岩的微观结构分析得到了上述变化规律的内在机制,即页岩层理面处的内部矿物颗粒遇水膨胀,产生膨胀力作用,使页岩内部结构变得松散、破碎,微裂纹逐渐增多、变宽,宏观表现为次生裂纹的增多,矿物颗粒间的黏结力也在水的作用下降低从而使页岩的抗拉强度下降。 展开更多
关键词 页岩 巴西劈裂 含水率 层理 3DEC
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加载方式对大理岩碎块分布影响的试验研究 被引量：21
10
作者 邓涛 杨林德 韩文峰 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期10-14,共5页
通过对大理岩的标准岩石试件进行单轴压缩和巴西劈裂试验，探讨了不同加载方式对破坏后岩石碎块分布的影响．结果表明：径向劈裂加载破坏后的大理岩碎块在0．5～20．0mm的粒径范围内是一个分形分布，平均分维数Dt为1．9761．单轴压缩破... 通过对大理岩的标准岩石试件进行单轴压缩和巴西劈裂试验，探讨了不同加载方式对破坏后岩石碎块分布的影响．结果表明：径向劈裂加载破坏后的大理岩碎块在0．5～20．0mm的粒径范围内是一个分形分布，平均分维数Dt为1．9761．单轴压缩破坏后大理岩的碎块分布存在双重尺度下的自相似分形，在0．1～1．0mm和2．0—40．0mm两个粒径范围内均呈分形分布，其平均分维数Dc1,Dc2分别为2．135 0，1．5499．分维数在一定程度上表现出随抗压强度增加而增加的趋势，但与抗拉强度的关系不明显，这与大理岩的各向异性密切相关．岩样破坏后碎块分布的分维数也是岩样荷载形式的恰当表征，引入岩石破碎过程的等效概率模型，从理论上给予了较好的解释． 展开更多
关键词 岩石力学 单轴压缩 巴西劈裂 分维数 碎块分布
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基于巴西劈裂试验的页岩声发射与能量分布特征研究 被引量：22
11
作者 张树文 鲜学福 +3 位作者 周军平 刘国军 蒋翔 腾俊洋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S2期346-353,共8页
为探究不同角度层理下页岩力学特性和声发射特征,通过对不同角度层理龙马溪组页岩的巴西劈裂试验、声发射测试以及3DEC数值模拟研究,对页岩破坏模式进行了对比分析。研究结果表明:由于页岩具有明显的层理构造,其抗拉强度具有明显的各向... 为探究不同角度层理下页岩力学特性和声发射特征,通过对不同角度层理龙马溪组页岩的巴西劈裂试验、声发射测试以及3DEC数值模拟研究,对页岩破坏模式进行了对比分析。研究结果表明:由于页岩具有明显的层理构造,其抗拉强度具有明显的各向异性。页岩巴西劈裂应力-时间曲线可划分为3个阶段,对低角度层理,受载的累计声发射曲线表现为"平缓—陡增"增长模式;对高层理角度,累计声发射曲线表现为"台阶式"增长模式。研究物理实验与3DEC数值模拟结果均表明页岩破裂模式与层理角度密切相关,页岩声发射能量概率密度P(E)均较好的满足幂定律,层理效应并不改变声发射能量的尺度不变性。层理角度为90°时,能量概率密度曲线的临界参数最大,在低能量区间的声发射信号所占比例更大,利用临界参数可以对巴西劈裂试验过程中页岩损伤程度进行表征。研究成果可对页岩气压裂工程的设计提供借鉴。 展开更多
关键词 页岩 巴西劈裂 层理 声发射 能量概率密度
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砂岩孔道试样压拉应力下强度和破坏的研究 被引量：20
12
作者 尤明庆 苏承东 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1096-1105,共10页
为研究岩石压拉应力下的强度和破坏,对外径50mm、孔道6～25mm的孔道圆柱试样进行不同轴压下的内压致裂试验,对外径50mm、孔道4.6～20.0mm的圆环进行巴西劈裂试验。试验结果表明:轴向应力低于单轴压缩强度80%时孔道试样在内压下拉伸破裂... 为研究岩石压拉应力下的强度和破坏,对外径50mm、孔道6～25mm的孔道圆柱试样进行不同轴压下的内压致裂试验,对外径50mm、孔道4.6～20.0mm的圆环进行巴西劈裂试验。试验结果表明:轴向应力低于单轴压缩强度80%时孔道试样在内压下拉伸破裂,压力与轴向应力没有明显关系;试样承载的孔道内压随孔道直径的增加而减小,孔壁的最大拉应力也随孔道直径的增加而略有减小,试样承载的平均切向应力随孔道直径明显增加;孔道试样能够承受的拉应力远大于巴西劈裂强度,如内孔直径25mm的试样可以承载10MPa的内压,切向拉应力在内壁为17MPa左右、外侧面为7MPa左右,而6个完整圆盘的巴西劈裂强度最大值仅为6.17MPa。内孔直径小于20mm的试样,因内压增大孔壁处岩石拉伸变形增大到极限、引起裂纹扩展,最终破裂成2块;而内孔直径25mm的试样,在内孔压力达到破裂压力时,孔壁处材料没有达到断裂所需要的变形,因而只有试样外侧也达到屈服应力才能整体断裂。承载非均匀应力的岩石结构需要考虑载荷和变形2个破坏指标。 展开更多
关键词 岩石力学 孔道试样 圆环试样 破坏形式 内压致裂 巴西劈裂
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炭质页岩巴西劈裂载荷下破坏过程的时空特征研究 被引量：21
13
作者 杜梦萍 潘鹏志 +2 位作者 纪维伟 张振华 高要辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3437-3446,共10页
页岩在加载过程中的破裂时机及其空间位置研究对于页岩气探测及储层评价具有重要意义,为此开展了不同层理倾角条件下页岩的巴西圆盘劈裂载荷下的破坏过程试验,采用数字图像相关技术(DIC),全程跟踪页岩裂纹萌生、扩展和贯通全过程的变形... 页岩在加载过程中的破裂时机及其空间位置研究对于页岩气探测及储层评价具有重要意义,为此开展了不同层理倾角条件下页岩的巴西圆盘劈裂载荷下的破坏过程试验,采用数字图像相关技术(DIC),全程跟踪页岩裂纹萌生、扩展和贯通全过程的变形场实时演化特征,同时记录力-位移曲线,利用扫描电镜获得炭质页岩的破裂面特征及微观结构,采用宏、细观相结合的手段,研究不同层理方向炭质页岩微裂缝起裂时间、空间位置和扩展规律及其破裂机制。结果表明:页岩的巴西劈裂强度随层理方向与加载方向角度的增大而逐渐增大;随加载方向与层理面夹角的增加,裂缝萌生的时间逐渐增加,而裂缝从萌生、扩展到贯通所用时间逐渐减少。所有角度试件基本从试件端部萌生裂缝并沿层理面扩展,除90°试件外,不同层理倾角试样主裂缝破裂的位置逐渐偏离中心位置而向试件外侧发展。各角度试件主破坏类型存在一定差异性,除90°试件竖向主裂缝为张拉破坏外,随加载方向与层理面夹角的增加,各加载角度试件的主破裂模式从张拉剪切破坏逐渐过渡为剪切滑移破坏。 展开更多
关键词 炭质页岩 巴西劈裂 数字图像相关 时空规律 各向异性
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不同冷却方式对高温花岗岩巴西劈裂特性的影响 被引量：20
14
作者 梁铭 张绍和 舒彪 《水资源与水工程学报》 CSCD 2018年第2期186-193,共8页
深部高温岩石在人为及自然因素下往往受到不同冷却方式的作用,其力学性质的劣化对各类地下工程均具有重要影响。在考虑自然冷却和遇水冷却两种冷却方式的基础上,对不同热处理花岗岩冷却前后物理特性参数及纵波波速的变化、冷却后的巴西... 深部高温岩石在人为及自然因素下往往受到不同冷却方式的作用,其力学性质的劣化对各类地下工程均具有重要影响。在考虑自然冷却和遇水冷却两种冷却方式的基础上,对不同热处理花岗岩冷却前后物理特性参数及纵波波速的变化、冷却后的巴西劈裂特性进行了研究。结果表明:当热处理温度为25~200℃时,冷却方式的不同对花岗岩试样的物性、纵波波速、巴西劈裂变形及强度特性影响较小。随着热处理温度进一步提高,各项测试参数的衰减幅度均越来越大,且遇水冷却的方式使上述参数的衰减速度进一步加剧;纵波波速可较好反映岩石内部的损伤情况,基于波速衰减可确定花岗岩的损伤因子,可直接用于对不同热处理方式后的花岗岩的劈裂强度进行估算。 展开更多
关键词 自然冷却 遇水冷却 高温花岗岩 巴西劈裂 纵波波速 孔隙率
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饱水-干燥循环和长期饱水砂岩劈裂试验 被引量：19
15
作者 朱朝辉 吴平 +1 位作者 姚华彦 朱大勇 《水电能源科学》 北大核心 2012年第12期58-60,47,共4页
地下水位的不断变化使岩体往往处于饱和-干燥交替状态,对岩体工程的长期稳定性不利。为分析饱和-干燥循环作用对岩体的抗拉强度影响规律,以砂岩为研究对象,开展了砂岩在饱水-干燥循环作用后处于干燥、饱和及长期浸泡饱和三种状态的巴西... 地下水位的不断变化使岩体往往处于饱和-干燥交替状态,对岩体工程的长期稳定性不利。为分析饱和-干燥循环作用对岩体的抗拉强度影响规律,以砂岩为研究对象,开展了砂岩在饱水-干燥循环作用后处于干燥、饱和及长期浸泡饱和三种状态的巴西劈裂试验,分析了不同条件下的水-岩作用对岩石抗拉强度的影响规律。结果表明,砂岩抗拉强度的降低在饱和-干燥循环条件下比长期浸泡条件下更显著。 展开更多
关键词 岩石力学 水-岩作用 饱水-干燥循环作用 抗拉强度 巴西劈裂 试验
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基于DIC的高温砂岩劈裂力学特性研究 被引量：19
16
作者 孙文进 金爱兵 +3 位作者 王树亮 赵怡晴 韦立昌 贾玉春 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期511-518,共8页
为探讨高温处理后砂岩劈裂条件下力学特性的变化规律,在对400~1000℃热处理后的砂岩进行物理性质测试的基础上,通过数字图像相关技术(digital imagine correlation,DIC)记录和分析了不同温度处理后砂岩在巴西劈裂试验过程中的应变场演... 为探讨高温处理后砂岩劈裂条件下力学特性的变化规律,在对400~1000℃热处理后的砂岩进行物理性质测试的基础上,通过数字图像相关技术(digital imagine correlation,DIC)记录和分析了不同温度处理后砂岩在巴西劈裂试验过程中的应变场演化以及裂纹产生、扩展和贯通过程。研究结果表明:随着温度升高,砂岩的质量不断损失,体积不断膨胀,P波波速衰减迅速;温度低于800℃时,热处理砂岩抗拉强度呈下降趋势,但总体下降幅度不大,维持在10%左右;高温对砂岩抗拉强度的影响远超抗压强度,当温度超过800℃时,由于砂岩内部裂隙急剧增加,抗拉强度大幅下降,可将800℃视为砂岩抗拉劣化的温度阈值;随着温度升高,砂岩内部孔隙和裂隙增多,导致巴西圆盘两端与中部的应变差逐渐降低。 展开更多
关键词 砂岩 高温 数字图像相关技术 巴西劈裂
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单轴压缩及劈裂试验下煤的声发射特征研究 被引量：18
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作者 刘斌 赵毅鑫 +1 位作者 张汉 袁耀 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期613-621,共9页
为研究准静态加载下强冲击倾向性煤的抗拉及抗压性能,利用万能试验机系统和声发射监测系统分别对煤样进行单轴压缩试验和巴西劈裂试验,并监测加载过程中的声发射参数,对比分析煤样在2种加载方式(拉、压)下的变形破坏特征、煤样声发射时... 为研究准静态加载下强冲击倾向性煤的抗拉及抗压性能,利用万能试验机系统和声发射监测系统分别对煤样进行单轴压缩试验和巴西劈裂试验,并监测加载过程中的声发射参数,对比分析煤样在2种加载方式(拉、压)下的变形破坏特征、煤样声发射时空演化规律及微观破坏机制。研究表明:拉、压载荷下煤样的变形特征基本一致,但也存在一定差异,压缩下较劈裂下压密阶段历时长且变形大,峰后阶段历时短,破坏剧烈;拉、压载荷下声发射幅值分布基本一致,低幅值(40~60d B)较多,高幅值较少,且比例随着幅值的增大而减小,二者呈幂函数关系,以高幅值声发射信号的出现可将加载过程划分为5个阶段;拉、压载荷下声发射空间定位演化特征基本一致,裂隙压密和裂纹萌生阶段缓慢产生声发射事件,裂纹稳定扩展阶段较快产生声发射事件,非稳定扩展阶段快速产生声发射事件,出现声发射丛聚现象;峰后阶段存在一定差异,压缩下较劈裂下产生速度快;拉、压载荷下煤样微观破坏机制均为以拉伸破坏为主导的拉剪混合破坏,但剪切破坏出现时间不同,压缩下主要发生在裂纹非稳定扩展阶段,而劈裂下则出现在裂纹萌生、裂纹非稳定扩展和峰后破坏阶段。 展开更多
关键词 单轴压缩 巴西劈裂 冲击倾向性煤 声发射 幅值 时空演化
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SHPB劈裂试验下橡胶水泥砂浆的动态力学、能量特性及破坏机理试验研究 被引量：18
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作者 杨荣周 徐颖 +1 位作者 陈佩圆 王佳 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期10062-10072,共11页
基于静载巴西劈裂原理,开展了橡胶水泥砂浆的分离式霍普金森压杆(SHPB)劈裂试验,对其动态力学、能量特性及破坏机理进行了研究。根据损伤力学,从强度和能量的角度分析了橡胶掺量、养护湿度和冲击荷载对水泥砂浆动态劈裂损伤的影响,并探... 基于静载巴西劈裂原理,开展了橡胶水泥砂浆的分离式霍普金森压杆(SHPB)劈裂试验,对其动态力学、能量特性及破坏机理进行了研究。根据损伤力学,从强度和能量的角度分析了橡胶掺量、养护湿度和冲击荷载对水泥砂浆动态劈裂损伤的影响,并探讨了三种损伤因素下的六种损伤路径。结合圆盘试件的破坏模式,建立了冲击劈裂简化平面理想受力模型,分析了破裂方式-Ⅰ和破裂方式-Ⅱ两种截然不同的动态劈裂方式,并初步探讨了破裂方式-Ⅱ下圆盘试样的破坏机理。结果表明,掺入橡胶颗粒和降低养护湿度均降低了水泥砂浆的动态劈裂拉伸强度;普通水泥砂浆和橡胶水泥砂浆有着相同的应力率和应变率演化趋势;掺入橡胶颗粒和降低养护湿度均在一定程度上阻碍了能量在水泥砂浆圆盘试件中的传递;不同的单一损伤因素和复合损伤因素对水泥砂浆圆盘试样造成的动态劈裂损伤不同;在较大的冲击荷载下,圆盘试样会因“三角形压碎区”、“劈裂拉伸区”和“弯曲断裂区”的形成而被破坏。最后,从细观的角度分析讨论了界面过渡区(ITZ)对SHPB劈裂下橡胶水泥砂浆强度和抗冲击性能的影响。 展开更多
关键词 橡胶水泥砂浆 分离式霍普金森压杆(SHPB) 巴西劈裂 动态力学 能量特性 破坏机理
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砂岩巴西劈裂疲劳破坏过程中变形与强度特征的试验研究 被引量：16
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作者 苏承东 张盛 唐旭 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期41-48,共8页
利用RMT-150B岩石力学多功能系统,对砂岩巴西劈裂疲劳破坏过程中的变形与强度特征进行试验研究。试验结果表明:常规劈裂试验峰值前的变形与单轴压缩的变形特征大致相同,可分为压密、弹性、屈服和破坏4个阶段;疲劳破坏完全受到常规劈裂... 利用RMT-150B岩石力学多功能系统,对砂岩巴西劈裂疲劳破坏过程中的变形与强度特征进行试验研究。试验结果表明:常规劈裂试验峰值前的变形与单轴压缩的变形特征大致相同,可分为压密、弹性、屈服和破坏4个阶段;疲劳破坏完全受到常规劈裂全过程曲线的控制,破坏时的变形量与上限载荷(应力)在常规劈裂全过程曲线峰后对应的变形量相当;疲劳试验过程中的变形量(变形速率)与时间曲线类似蠕变特征曲线,可分为初期加速、等速和加速3个阶段;疲劳上限载荷(应力)比、抗拉疲劳强度与循环次数呈负相关,疲劳上限载荷(应力)比是影响岩石疲劳寿命主控因数,试样内部原微裂纹等缺陷分布特征对劈裂疲劳寿命影响显著;疲劳上限载荷(应力)比增加导致疲劳寿命降低,而破坏时拉伸变形基本保持不变。 展开更多
关键词 岩石力学 疲劳试验 巴西劈裂 抗拉强度 疲劳寿命
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基于Flatjoint接触模型的岩石单轴压缩和巴西劈裂颗粒流模拟研究 被引量：15
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作者 刘富有 陈鹏宇 余宏明 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2016年第9期60-65,共6页
基于颗粒流平台,选择Flatjoint接触模型作为岩石模拟的基本模型,用单轴压缩和巴西劈裂数值试验测试岩石宏观参数,对数值试验进行正交设计,采用多因素方差分析和回归分析研究宏细观参数之间的关系。在此基础上,提出了基于岩石单轴压缩和... 基于颗粒流平台,选择Flatjoint接触模型作为岩石模拟的基本模型,用单轴压缩和巴西劈裂数值试验测试岩石宏观参数,对数值试验进行正交设计,采用多因素方差分析和回归分析研究宏细观参数之间的关系。在此基础上,提出了基于岩石单轴压缩和巴西劈裂数值试验的细观参数匹配方法。以灰岩的室内试验为基础,对灰岩细观参数进行了标定,实现了灰岩单轴压缩和巴西劈裂的颗粒流模拟,模拟结果与试验结果相接近,验证了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 岩石 颗粒流 Flatjoint接触模型 单轴压缩 巴西劈裂
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