岩石材料损伤—断裂转换实验研究

《岩石材料损伤—断裂转换实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号TU458+.3单位代码10618密级学号2120081007硕士学位论文岩石材料损伤-断裂转换实验研究研究生姓名：张金浩导师姓名及职称：唐红梅教授导师姓名及职称：陈洪凯教授申请学位类别工学学位授予单位重庆交通大学一级学科名称土木工程论文答辩日期2015年5月日二级学科名称岩土工程学位授予日期2015年6月日20年月日重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本义的研究做出重要贡献的个

2、人和集体，均已在文中抖明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名；荀（金：鸿日期：７Ｗ义年月ｔ日／重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务（包括但不限

3、于汇编、复制、发行、信息网络传播等），同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。学位论文作者签名：抓全典指导教师签名－曰期：丫？少年ｉ月曰曰親义年ｒ月作曰本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊Ｉ（光盘版）电子杂志社ＣＮＫ系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕±学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。学位论文作者签名：典指导教师签名：曰期■；月曰曰期：月曰＞皆年ｙｆｉTestingStudyonDamageandFractureTranslationofRockMaterialADissertationSubm

4、ittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhangJinhaoSupervisor：Prof.TangHongmeiProf.ChenHongkaiChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China摘要岩石材料的损伤与断裂破坏是一个初始缺陷的演化、宏观裂纹的产生及扩展、材料宏观断裂破坏的连续变化过程。采用水泥砂浆试件模拟岩石材料作为研究对象，将试件分为有裂隙和无裂隙（完整）两种，分别进行单轴压缩实验，得到了试件受力时的相关力学参数。在加载过程中，采用超声仪测量试件受力时的波形和波速，获得了波形和

5、波速随加载过程的变化规律，系统性的研究了岩石材料的损伤与断裂破坏特性，本文取得研究成果如下：（1）用砂浆裂隙试件模拟含裂隙岩石进行单轴压缩实验，获得了三种倾角ooo45、60、75的三种裂隙长度45mm、60mm、75mm下9种试验工况的不同裂隙长度、倾角试件的初裂隙扩展角度和初裂强度，并分析了不同工况下的受压破坏机理。实验结果表明：当裂隙长度相同时，初裂强度随倾角的增加而增加，且倾角由60°增加到75°，初裂强度增加得更快。当裂隙倾角一定时，初裂强度随裂隙长度的增加而降低。根据单轴压缩实验测量了含裂隙试件扩展时的裂隙扩展角，分析了裂隙扩展角与裂隙倾角、长度的

6、关系。实验结果表明：当裂隙长度一定时，裂隙扩展角随裂隙倾角的增大而减小。当裂隙倾角一定时，裂隙扩展角随裂隙长度的增加而没有明显的变化趋势，说明裂隙扩展角与裂隙长度的大小无关。应用最大周向正应力理论分析了含裂隙试件的受压破坏机理，获得了裂隙扩展角理论表达式；通过比较可知：裂隙扩展角的实测值和理论值基本吻合。（2）通过对含裂隙试件进行单轴压缩荷载实验，加载到每一级荷载时，利用超声仪对6个测点进行超声波的波形和波速的采集，获得了每个侧点的波形图和波速值。实测结果表明：在预制裂隙尖端没有出现扩展裂纹之前，只有布置在预制裂隙两测的测点1#和4#继续发生异常变化，其余测点

7、的波形几乎不发生异变；继续加载到达预制裂隙尖端出现扩展裂纹，各个测点的波形都出现了不规则的变化；在裂纹扩展阶段，裂纹随荷载的施加继续迅速变形增大，各个测点的波形也会随着裂纹的扩展发生明显的差异；当裂纹贯通整个试件发生失稳破坏时，此时各个测点的波形变化很大、连续性差、波形的完整性遭到破坏。将波速的变化分为三个区段，（a）预制裂隙未扩展区：各个测点的波速随应变的增加没有明显的变化；（b）预制裂隙扩展过渡区：各个测点的波速随应变的增加明显降低；（c）预制裂隙扩展区：各个测点的波速随裂隙的扩展逐渐减低，继续加载至试件破坏，各个测点的波速下降很快。（3）考虑岩石材料视为

8、各向同性物质，将含裂隙试件测点的波速随