基于3D打印试件的裂隙岩体断裂特性及裂纹扩展特征研究

摘要

为探究不同倾角裂隙对岩石断裂特性的影响，本研究基于3D打印技术制备直切槽半圆盘弯曲(NSCB)试件，开展含裂隙岩体Ⅰ型静态断裂特性的试验研究。为探究不同的预制裂隙角度对于岩石断裂特性的影响，本研究基于3D打印技术制备含裂隙倾角的直切槽半圆盘弯曲试件(NSCB),打印好的试件经过固化，烘烤处理后，将其放置在干冰中，待其表面温度达到-30℃时进行准静态三点弯曲试验，该试验揭示了预制裂隙倾角对于断裂韧度、起裂角、断裂能的影响规律。结果表明：含裂隙NSCB试件平均断裂韧度均小于标准NSCB试件，且试件断裂韧度与裂隙倾角成正相关；对于含裂隙的NSCB试件，在β介于0°～90°之间时，起裂角随着裂隙倾角的增大而增大，裂纹拓展路径则表现出明显的“偏折”现象；从断裂破坏的能量角度分析，断裂能随着裂隙倾角的增大而增大。

关键词

3D打印 / NSCB / 断裂韧度 / 起裂角 / 断裂能

基金资助

国家自然科学基金面上项目(52074009);国家自然科学基金青年项目(52104116)