层状大理岩间接拉伸试验及断口形貌和断裂机理分析

被引：11

作者：

裴建良 ^{[1
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苏立 ^{[2
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刘建锋 ^{[3
]}

左建平 ^{[4
]}

机构：

[1] 中国长江三峡集团公司博士后工作站

[2] 中国长江三峡集团公司工程建设管理局

[3] 四川大学水利水电学院

[4] 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室

来源：

四川大学学报(工程科学版) | 2014年 / 46卷 / 04期

关键词：

岩石力学; 间接拉伸试验; 断口形貌; 分形维数; 断裂模式;

D O I：

10.15961/j.jsuese.2014.04.002

中图分类号：

TU452 [岩体力学性质及应力理论分析];

学科分类号：

0801 ; 080104 ; 0815 ;

摘要：

通过MTS815试验系统、激光扫描仪和SEM电镜对锦屏Ⅱ级水电站交通辅助洞的盐塘组互层状大理岩进行间接拉伸试验研究、断口形貌测试和细观断裂机理分析。结果表明:拉应力的作用方向与层理面的夹角显著影响岩石的抗拉强度及破坏机理,当拉应力平行层理面时,岩样的平均抗拉强度约为6.32 MPa,断口形貌较为粗糙,表面分维约为D=2.14～2.17;而当拉应力垂直层理面时,岩样的平均抗拉强度仅约2.57 MPa,断口形貌较为平缓,表面分维约为D=2.07～2.10。对于同一种岩石,断口形貌特征与其抗拉力学性能具有明显的对应关系,即断裂表面越粗糙,其分形维数越大,对应的抗拉强度也越高,反之亦然。通过SEM揭示了产生这种现象的细观断裂机理,当拉应力垂直层理面时,岩石主要发生沿晶断裂,穿晶断裂相对要少些;而当拉应力平行层理面时,岩样的断裂模式主要为沿晶和穿晶耦合断裂。研究表明,不同的微细观断裂模式是层状大理岩断口形貌迥异和力学性质差异的根本原因。

引用

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页数：7

共 10 条

[1]

Bursting liability indices of coal. A. Kidybiński. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts . 1981

[2] 三峡花岗岩劈裂抗拉特性与弹性模量关系的研究 [J].

喻勇 ;

王天雄 .

岩石力学与工程学报, 2004, (19) :3258-3261

[3] 粗糙表面分形维数估算的改进立方体覆盖法 [J].

张亚衡 ;

周宏伟 ;

谢和平 .

岩石力学与工程学报, 2005, (17) :3192-3196

[4] 岩石巴西圆盘试验中的空间拉应力分布 [J].

喻勇 ;

陈平 .

岩土力学, 2005, (12) :1913-1916

[5] 层状大理岩卸荷力学特性试验研究 [J].

裴建良 ;

刘建锋 ;

徐进 .

岩石力学与工程学报, 2009, 28 (12) :2496-2502

[6] 盐岩拉伸破坏力学特性的试验研究 [J].

刘建锋 ;

徐进 ;

杨春和 ;

侯正猛 .

岩土工程学报, 2011, 33 (04) :580-586

[7]

Investigation of mechanical properties of fractured marbles by uniaxial compression tests[J]. Heping Xie1,2,3,Jianliang Pei1,2,Jianping Zuo3,Ru Zhang1,2 1 State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering,Sichuan University,Chengdu,610065,China 2 College of Hydraulic and Hydroelectric Engineering,Sichuan University,Chengdu,610065,China 3 Institute of Rock Mechanics and Fractals,School of Mechanics and Civil Engineering,China University of Mining and Technology,Beijing,100083,Chin

[8] 锦屏层状大理岩断裂机制的细观试验研究 [J].

赵小平 ;

左建平 ;

裴建良 .

岩石力学与工程学报, 2012, 31 (03) :534-542

[9] 岩石节理粗糙系数(JRC)的分形估计 [J].

谢和平 ;

W.G.Pariseau .

中国科学(B辑化学生命科学地学), 1994, (05) :524-530

[10] Griffith理论与岩爆的判别准则 [J].

彭祝 ;

王元汉 ;

李廷芥 .

岩石力学与工程学报, 1996, (S1) :491-495

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