复合应力状态下砂岩损伤演化与裂纹扩展特征试验研究

吕艳伟; 孙传平; 沈宝堂

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.005

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2020, Vol. 39 ›› Issue (01) : 37 -45. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.005

复合应力状态下砂岩损伤演化与裂纹扩展特征试验研究

吕艳伟, 孙传平, 沈宝堂

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摘要

为从细观尺度上研究复合应力状态下岩石中裂纹的扩展,采用数字图像相关技术,对砂岩人字形切槽巴西圆盘试件展开试验研究。基于试验中获取的试件在加载全程中的裂缝开口位移、全场域的应变场和位移场的分布和演变规律,对岩石的损伤演化及裂纹扩展机制和特征进行分析。结果表明:复合应力状态下岩石的损伤演化具有明显的阶段性;主要断裂形态为翼裂纹和次生裂纹,均为拉剪复合型裂纹;翼裂纹起裂位置随加载角度增大向试件中心靠近,沿曲线路径向加载点扩展,扩展中主导机制为拉伸;次生裂纹从柱面边缘起裂,以较平直路径向切缝尖端或切缝上某处扩展,扩展过程快速而不稳定,拉伸与剪切在其扩展机制中所占比重随加载角度变化。