含单个孔洞大理岩裂纹扩展细观试验和模拟.pdf

第 38 卷 第 6 期 　　　　　　　　　　　　　　 Vol . 38 No . 6 中国矿业大学学报 　　　　　　　　　　　 　　 2009 年 11 月 　　　　　　　　　J ournal of China U niver sit y of Mining Technolo gy 　　　　　　　　　Nov . 2009 含单个孔洞大理岩裂纹扩展细观试验和模拟 1 2 1 杨圣奇 , 吕朝辉 , 渠 　涛 ( 1. 中国矿业大学 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室 建筑工程学院 , 江苏 徐州 　22 1008 ; 2 . 中铁二十局集团 第二工程有限公司 , 北京 　100000) 摘要 : 采用扫描电镜实时观测系统 ,对含单个孔洞大理岩进行了单轴压缩试验 ,实时观测了大理 岩加载过程中裂纹的萌生 、扩展 、演化和贯通特征 ,获得了不同应力下大理岩裂纹扩展过程 ,试验 结果表明:大理岩裂纹首先在孔洞周边的拉伸应力集中区域产生 ,随后沿加载方向或晶粒边界逐 渐向试样端部或边界薄弱部位扩展. 考虑岩石材料非均质性 ,采用岩石破裂过程分析系统 ,进一 步对两种非均质岩样进行了数值模拟分析 ,模拟结果再现了两种晶粒大理岩试验过程中裂纹的 ( ) 扩展特征. 试验和模拟得到的裂纹扩展规律吻合较好 ,非均质性 晶粒及其尺寸 对岩样中裂纹扩 展特征具有较大的影响. 关键词 : 岩石力学 ; 大理岩 ; 非均质性 ; 裂纹 ; 扫描电镜 ; 数值模拟 中图分类号 : TU 45 文献标识码 : A 文章编号 (2009) Investigation s of Crack Exp an sion in Marble Having a Single Preexi sting Hole : Exp eriment and Simulation s YAN G Shen gqi1 , L U Chaohui2 , QU Tao1 ( 1. St at e Key L aboratory for Geomechanics and Deep U nder ground Engineering , School of Archit ect ure and Civil Engineering , China U niver sit y of Mining Technology ,Xuzhou , J iangsu 22 1008 , China ; 2 . The 2nd Engineering Co . L t d , China Railway 20 Bureau Group , Beij ing 100000 , China) Abstract : U niaxial co mp re ssion t e st s on marble were p erfor med wit h an SEM realtime ob ser vation sy st em . Crack initiation , exp an sion and develop ment around a p reexi sting hole in t he mar ble samp