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基于声发射定位的含裂纹岩石裂纹动态演化及损伤断裂机制研究( Study on crack dynamic evolution and damage-fracture mechanism of rock with pre-existing cracks based on acoustic emission location )
J He
利用声发射(AE)定位技术对含裂纹岩石的渐进破坏全过程进行了表征。针对不同裂纹倾角的预制岩样，研究了单轴压缩下的力学性质、AE特征、裂纹动态扩展过程、破坏模式和损伤-断裂演化规律。结果表明，随着裂纹角的增大，峰值强度和弹性模量先减小后增大。声发射事件随着应力的变化而表现出不同的特征。在初始压实和弹性变形阶段，AE活动不明显；当岩石样品中形成微裂纹时，AE计数增加；进入裂纹稳定扩展阶段后，AE活动显着；在不稳定裂纹扩展到岩石破坏的时期，AE活动异常活跃。声发射定位能很好地准确地反映岩石中裂纹的萌生位置、扩展方向和表面取向。声发射定位能很好地反映岩石中裂纹的萌生位置、扩展方向和空间表面形状。对于完整试样，微裂纹首先在试样端部产生，并沿加载方向向内延伸，直至聚结形成宏观裂纹；对于预裂纹试样，微裂纹首先出现在预制裂纹的尖端，并以一定角度向外延伸，而微裂纹主要集中在预存在裂纹周围，少量微裂纹分布在试样的两端。随着裂隙角的增大，岩石破坏模式由劈裂破坏向拉剪混合破坏，最后向单剪破坏转变。声发射定位结果与岩样的宏观破坏观测结果吻合较好。基于声发射计数的损伤变量将岩石损伤-断裂演化过程划分为4个阶段,裂隙角为45°的岩石试样的初始损伤和损伤率最大。
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