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加载速率是影响砂岩断裂特征的重要因素之一,针对砂岩I型断裂这一破坏形式,开展细观尺度下不同加载速率下砂岩I型断裂过程试验研究具有十分重要的意义。本文通过开展红砂岩岩样的三点弯曲加载试验,综合运用声发射监测、高速显微细观观测等方法,对获取的细观图像进行数字散斑相关方法(DIC)计算分析,深入研究了不同加载速率下红砂岩I型断裂过程中的声发射活动及细观断裂特征,取得了如下研究成果:(1)采用砂岩力学试验加载系统、高速显微监测系统(长工作距离显微镜和高速摄像机)和声发射监测系统,系统开展了不同加载速率下砂岩I型断裂的三点弯曲细观试验研究,获得了不同加载速率下红砂岩I型断裂的强度特征、声发射振铃计数特征和声发射能量特征,并对不同加载速率下声发射活动进行阶段划分,研究了不同加载速率下声发射确定的起裂荷载规律,揭示了不同加载速率下砂岩I型断裂的力学特性和声发射特征规律。(2)基于不同加载速率下砂岩I型断裂的三点弯曲细观试验结果,利用一体式主控制系统(KH-8700)内置固化软件测量了砂岩I型断裂开裂参数,系统分析了不同加载速率下不同荷载状态预制缺口尖端区域内裂纹长度、开裂面积、裂纹宽度及裂纹扩展角度的特征规律,并对比不同加载速率下峰值荷载状态时裂纹细观形态特征,揭示了细观尺度下不同加载速率下红砂岩I型断裂裂纹扩展特征。(3)基于DIC技术计算了不同加载速率下红砂岩I型断裂过程的细观图像,获得了水平位移和应变云图,认为水平位移等值线密集交汇意味着裂纹在该位置起裂,对比分析了声发射技术和DIC技术确定的不同加载速率下砂岩I型断裂的起裂载荷规律,进一步研究了细观尺度下起裂的加载速率效应,表明加载速率越低声发射技术确定的起裂荷载越滞后于DIC技术确定的起裂荷载,随着加载速率的增加二者确定的起裂荷载越接近,当加载速率较大时,可以认为二者确定起裂荷载基本一致,深入揭示了不同加载速率下红砂岩I型断裂起裂特征规律。