花岗岩动态断裂能各向异性试验研究

作     者：徐颖 ZHANG Junchen 姚伟 夏开文 XU Ying;ZHANG Junchen;YAO Wei;XIA Kaiwen

作者机构：天津大学建筑工程学院天津300072 多伦多大学土木工程系 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2018年第37卷第A01期

页      面：3231-3238页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51479131) 天津市自然科学基金项目(16JCQNJC07800) 

主　　题：岩石力学 花岗岩 Ⅰ型裂纹 动态断裂能 各向异性 

摘      要：由于微裂纹的存在以及长期构造应力下矿物晶粒排列所造成的自然各向异性,岩石的力学性质大多表现出各向异性的特点。研究选取Barre花岗岩和Standstead花岗岩,利用改装的分离式霍普金森压杆系统和国际岩石力学学会推荐的直切槽半圆盘弯曲试样,进行了花岗岩动态断裂能各向异性的试验。试验中根据纵波波速所确定的主方向制备岩石试样,每种岩石制备三组试样。试验采用波形整形技术实现动态力平衡,并利用激光测量裂缝表面张开位移。利用这些测量结果并结合能量分析,确定2种岩石样品的动态断裂能。研究结果表明,加载率在0~200 GPa·m1/2/s范围,2种岩石三个方向的动态断裂能均随着加载率的增加而增加。在相同的加载率下,2种岩石的动态断裂参数具有明显的各向异性。2种岩石X方向(波速最小)的动态断裂能最小,Z方向(波速最大)的动态断裂能最大。此外,随着加载率的提高,2种岩石动态断裂能的各向异性差异越来越明显,这主要是由于高加载率下扩展过程中损伤区域的增大造成的。