【摘 要】
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现有研究表明岩石脆性与其内部微裂纹起裂、扩展有密切联系,但考虑岩石起裂特征的脆性评价指数并不多见,在对脆性理论以及起裂特征分析的基础上,提出了一种基于岩石峰前起裂及峰后特征的脆性评价方法.首先,结合George和Tarasov&Potvin等对脆性的描述和定义,从理论上分析了基于岩石峰前起裂及峰后特征脆性评价方法的可行性.其次,构建了表征岩石峰前脆性特征的分量Bi和表征岩石峰后脆性特征的分量Bii,并将两者之积作为表征峰前起裂和峰后应力跌落特征的脆性指数BI.最后,结合不同加载方式、围压以及岩性条件下花岗
【机 构】
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西华大学应急学院,四川 成都 610039;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川 成都 610059;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川 成都 61005
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现有研究表明岩石脆性与其内部微裂纹起裂、扩展有密切联系,但考虑岩石起裂特征的脆性评价指数并不多见,在对脆性理论以及起裂特征分析的基础上,提出了一种基于岩石峰前起裂及峰后特征的脆性评价方法.首先,结合George和Tarasov&Potvin等对脆性的描述和定义,从理论上分析了基于岩石峰前起裂及峰后特征脆性评价方法的可行性.其次,构建了表征岩石峰前脆性特征的分量Bi和表征岩石峰后脆性特征的分量Bii,并将两者之积作为表征峰前起裂和峰后应力跌落特征的脆性指数BI.最后,结合不同加载方式、围压以及岩性条件下花岗岩、砂岩和大理岩试验数据对其进行了验证.结果显示:围压5～35 MPa时,大理岩脆性与围压呈负相关关系;围压5 MPa时,三轴卸荷试验条件下花岗岩脆性比三轴压缩试验条件下大.花岗岩、砂岩、大理岩相应的脆性指数BI值分别为0.684,0.336,0.186,计算结果与试验结果吻合.提供了一种从起裂和应力跌落角度评价岩石脆性的新思路,对丰富室内岩石脆性分析与评价具有一定指导意义.
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为了研究岩石在压应力条件下主次裂纹的萌生及扩展规律,对砂岩在单轴压缩条件下的破裂过程进行CT扫描试验,分析了砂岩中主次裂纹的形貌特征;同时,定量探讨了砂岩在不同变形阶段主裂纹的表面积和体积以及次生裂纹的分形维数,并运用Image pro plus 6.0和Image J软件计算了砂岩在不同高度位置主次裂纹的长度和数量,研究了主次裂纹的扩展及其影响因素.研究结果表明,主导砂岩破裂的是萌生于砂岩表面两种不同方向的主裂纹,主裂纹表面积和体积的增长速率随着荷载水平的增加而不同.在主裂纹的周围产生了许多次生裂纹,次
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