Nghiên cứu thực nghiệm về đặc điểm hư hỏng của vật liệu giống đá với các vết nứt chính và phụ được chế tạo trước

Springer Science and Business Media LLC - Tập 39 - Trang 95-104 - 2020
Zhongchang Wang1, Jiahui Wang1, Wenquan Zhang2
1School of Traffic and Transportation Engineering, Dalian Jiaotong University, Dalian, China
2College of Mining and Safety Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, China

Tóm tắt

Sự lan rộng của vết nứt trong vật liệu đá là một trong những đề tài nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật địa kỹ thuật, có ý nghĩa hướng dẫn lý thuyết quan trọng đối với thiết kế, thi công, giám sát và bảo trì công trình. Để khám phá ảnh hưởng của các vết nứt chế tạo trước đến sự lan rộng vết nứt và các đặc điểm hư hỏng của đá, vật liệu giống đá đã được sử dụng để thực hiện các thử nghiệm nén đơn trục trên năm bộ mẫu có các vết nứt chính và phụ được chế tạo trước. Kết quả cho thấy trong tất cả các tổ hợp vết nứt, vết nứt ban đầu xuất phát từ đầu của vết nứt chính. Khi các vết nứt chính và phụ giao nhau, vết nứt ở đầu vết nứt phụ khởi phát sau đó, và chỉ có đầu xa vết nứt chính mới khởi phát; Khi vết nứt chính và phụ tách rời, đầu vết nứt chính và phụ bị nứt gần như đồng thời; Tất cả các mẫu dưới áp lực nén đơn trục cuối cùng đều bị ảnh hưởng chủ yếu bởi hư hỏng kéo; khoảng cách lớn hơn giữa các vết nứt chính và phụ dẫn đến sức mạnh đỉnh nhỏ hơn và khả năng xuyên thấu ít hơn.

Từ khóa

#vết nứt; vật liệu giống đá; kỹ thuật địa kỹ thuật; hư hỏng kéo; thử nghiệm nén đơn trục

Tài liệu tham khảo

Ashby MF, Hallam SD (1986) The failure of brittle solids containing small cracks under compressive stress states. Acta Metall 34(3):497–510 Atkinson Kean B (1984) Subcritical crack growth in geological materials. J Geophys Res 89(B6):4077–4114 Brace WF, Bombolakis EG (1963) A note on brittle crack growth in compression. J Geophys Res 68(12):3709–3713 Chen PY (2018) Research on PFC2D simulation of crack propagation characteristics of cracked rock. J Eng Geol 26(02):528–539 (in Chinese) Fu JW, Zhu WS, Xie FD, Xue WQ, Zhang DF, Li Y (2013) Experimental studies and elasto-brittle simulation of propagation and coalescence process of two three-dimensional flaws in rocks. Rock Soil Mech 34(09):2489–2495 (in Chinese) Guo JQ, Liu XR (2018) Study on the uniformity between strength criterion and rockburst criterion. Chin J Rock Mech Eng 37(S1):3340–3352 (in Chinese) Lange FF (1968) Interaction between overlapping parallel cracks; a photoelastic study. Int J Fract 4(3):287–294 Li SY, Teng CK, Lu ZY, Liu QL, Wu AX, Wu XY (1998) An experimental and theoretical investigation of the dynamic interaction of cracks system—Take the coalescence of collinear shear cracks as an example. Acta Geophys Sin 01:79–89 (in Chinese) Lin P, Logan JM (1991) The interaction of two closely spaced cracks: a rock model study. J Geophys Res Atmos 96:21667–21675 Song YQ, Li M, Wang X, Li XR, Fu XL (2014) Observation of marble with single pre-existing crack using high-speed photography under loading and unloading conditions. J China Univ Min Technol 43(05):773–781 (in Chinese) Tang LZ, Song YL (2019) Particle flow simulation of macro- and meso-mechanical properties of uniaxially compressed rock-like specimens with non-coplanar overlapping flaws. Chin J Rock Mech Eng 38(11):2161–2171 (in Chinese) Tang J, Fang B, Lan Y, Sun CY (2015) Focal mechanism and signal propagation characteristics of micro-seismic induced by fracturing. Oil Geophys Prospect 50(04):643–649+3 (in Chinese) Yan P, Chen T, Lu WB, Xie LT (2018) A review of dynamic mechanism and controlling of rockburst. Eng J Wuhan Univ 51(01):1–14+26 (in Chinese) Yang SQ (2013) Study of strength failure and crack coalescence behavior of sandstone containing three pre-existing fissures. Rock Soil Mech 34(01):31–39 (in Chinese) Zhang BL (2017) Experimental study on edge crack propagation and fracture mechanism in brittle rock-like materials, Doctoral Dissertation of Shandong University of Science and Technology, 32–42 (in Chinese) Zhang GK, Li HB, Wang MY, Li XF (2019) Crack propagation characteristics in rocks containing single fissure based on acoustic testing and camera technique. Rock Soil Mech 40(S1):63–72+81 (in Chinese) Zhou WY (1990) Advanced rock mechanics. Hydraulic and Electric Power Press, Beijing (in Chinese) Zhu SB, Shi YL, Lu M, Xie FR (2013) Study on the dynamic mechanism of earthquake landslide. Sci Sin Terrae 43(07):1096–1105 (in Chinese)