贯通裂隙岩石试件单轴压缩渐进破坏过程与细观机理研究

采用圆盘三点弯曲试验(NSCB)和直切槽巴西劈裂试验(SNBD)方法，研究了岩石断裂过程中的声发射(AE)特性和裂纹分类。通过对实验所得的声发射特征参数AF-RA值的整理、统计发现：声发射特性与岩石断裂过程中产生的微裂纹类型密切相关，主要由拉伸裂纹破坏所控制的试样特征参数大多具有低RA和高AF(30-100kHz)特点。相反，主要由剪切裂纹所控制的试样特征参数大多具有高RA和低AF(0-30kHz)特点。因此，在大理岩的AF-RA散点图中定义了张拉和剪切裂纹的分界线，通过声发射特性用来确定岩石的断裂模式，从而阐明其微裂纹类型。根据所得张拉与剪切裂纹AE特征参数分布规律，通过声发射(AE)、数字图像相关法(DIC)对不同产状、尺度贯通裂隙大理岩试件进行单轴压缩实验，同时对试件的破裂过程进行细观应变场监测与声发射监测，根据试样裂隙尖端强度因子变化情况分为 30%、80%、100%以及完全失效四个阶段，分析其破坏模式的同时研究裂隙产状、尺度调整对AE特征参数分布情况以及裂隙两端应力强度因子KⅠ与KⅡ的影响，结果表明：随着预制裂隙倾角的增大，试样破坏过程中的拉伸裂纹占比越来越少，而剪切裂纹占比越来越多;该大理岩在峰值以后至完全失效阶段中KⅠ与KⅡ变化速率达到最快，其次是 30%-80%阶段。