冻融作用对大理岩多级循环断裂模式分类影响的研究

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作者：scidown 发布时间：2021-07-09 18:09:07 文章标题：

冻融作用对大理岩多级循环断裂模式分类影响的研究( Investigation on the effect of freeze-thaw on fracture mode classification in marble subjected to multi-level cyclic loads )

文章作者：

Y Wang B Zhang SH Gao CH Li

文章简述：

在寒区岩石工程中，岩石经常受到冻融（F-T）和应力扰动的耦合疲劳损伤。为了研究大理岩的开裂扩展情况，确定损伤程度和裂纹类型，对大理岩进行了多次循环加载试验，分别进行了0、20、40和60次的F-T处理。利用实时声发射(AE)和试后计算机断层扫描(CT)技术揭示了压裂演化过程，并进一步划分了不同的裂缝类型，以帮助理解动态压裂。声发射参数分析与B值分析相结合的方法能够识别裂纹事件模式和裂纹扩展。结果表明，F-T处理对RA（上升时间与振幅之比）和AF（AE计数与持续时间之比）模式有较大影响。核密度估计(KDE)和K-均值聚类方法的结果表明，从RA和AF数据集可以划分出拉伸开裂事件和剪切/混合开裂事件。随着F-T循环次数的增加，拉伸裂纹比例减少，剪切/混合裂纹比例增加。此外，B值分析揭示了不同循环水平的损伤扩展，并在最后一循环水平处观察到最小B值。试验后的CT扫描表明，低冻融处理后的试样可以形成复杂的裂纹网络，随着F-T循环的增加，拉伸裂纹的规模减小，剪切/混合裂纹的规模增大。认为岩石细观结构的劣化影响着寒区岩石的破裂模式及其稳定性。B值的减小和RA值的增大为岩体破裂提供了早期预警和岩体稳定性预测的实施。

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