脆性类岩石材料边缘裂纹扩展规律试验研究
张保良1
沈宝堂2
张金虎3
张新国4
1.聊城大学 建筑工程学院,山东 聊城 2520002.山东科技大学 矿业与安全工程学院,山东 青岛 266590;The Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation,Queensland 4069,Australia3.中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013;煤炭科学研究总院 开采研究分院,北京 1000134.山东科技大学 矿业与安全工程学院,山东 青岛 266590
摘要：为研究脆性岩石边缘裂纹扩展规律,以自制的类岩石材料试件为研究对象,采用单轴加载、声发射监测及FRACOD数值模拟相结合的方法,对预制边缘裂纹的起裂、扩展及声发射特征进行了研究.试验结果表明:随着预制边缘裂纹宽度的增加,试件的起裂强度、单轴抗压强度逐渐减小,I型拉伸裂纹出现的时间越来越早,剪切裂纹出现的时间越来越晚;试件的破坏形式不因预制边缘裂纹宽度不同而改变,最终以拉伸破坏为主.声发射监测中,裂纹起裂和试件整体破坏时声发射具有阶梯状波动、能量高的特点;边缘裂纹宽度越大,第1次出现能量峰值时间越早;I型破坏产生在线弹性阶段,大多数剪切与次生裂纹产生在峰值强度附近,其能量水平远大于拉伸裂纹起裂点能量值.数值模拟试验过程中,随着裂纹宽度增加,裂纹起裂角度越趋近于加载方向,裂纹数目增多,总位移由4.7 mm降低到1.07 mm,最大拉应力由58.2 MPa减小到26.8 MPa,试件的破坏形式与力学试验相同.
关键词：脆性类岩石材料边缘裂纹扩展规律声发射监测技术FRACOD
分类号：TD315(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51574159)国家自然科学基金(51704157)山东省自然科学基金(ZR2018LE008)聊城大学博士科研启动基金(318051701)
论文发表日期：2020-09-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 59-68 )
英文信息