低应变率下岩石内部裂纹演化的X射线CT方法

英文篇名：X-RAY CT APPROACH ON ROCK-INTERIOR CRACK EVOLUTION UNDER LOW STRAIN RATE
中文刊名：岩石力学与工程学报
英文刊名：Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
作者：丁卫华 ; 仵彦卿 ; 蒲毅彬 ; 崔中兴 ; 曹广祝
英文作者：Ding Weihua1 ; Wu Yanqing1 ; 2 ; Pu Yibin2 ; Cui Zhongxing1 ; Cao Guangzhu1 (1Instutite of Water Resources and Hydro-Electric Engineering ; Xian University of Technology ; Xian 710048 China) (2State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering ; Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute ; Chinese Academy of Sciences ; Lanzhou 730000 China)
中文关键词：岩石力学 ; X射线CT ; CT图像 ; 密度损伤增量 ; 声发射率
英文关键词：rock mechanics ; X-ray CT ; CT image ; density damage increment ; acoustic emission
出版日期：2003-11-30
机构：西安理工大学水利水电学院,西安理工大学水利水电学院,中国科学院寒区旱区环境与工程研究所国家冻土工程重点实验室,西安理工大学水利水电学院,西安理工大学水利水电学院西安710048 ,西安710048;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所国家冻土工程重点实验室兰州730000 ,兰州730000 ,西安710048 ,西安710048
年：2003
期：11
出版单位：岩石力学与工程学报

摘要

X射线CT方法研究发现单轴压缩条件下岩石经历压密、扩容、CT尺度裂纹演化和破坏过程4个阶段。这表明低应变率条件下岩石的变形破坏过程的细观机制主要表现为裂纹成核、萌生、扩展、贯通过程。CT图像分析和密度损伤增量分析是X射线CT方法的两种手段。CT图像分析可以获得裂纹宽度、长度、方位等定量化参数。密度损伤增量分析可以获得密度损伤增量图像和岩石试件内部任意应力状态、任意部位的密度损伤值。在CT尺度裂纹演化和破坏阶段,由于岩石损伤高度局部化,声发射率参数不能精确反映岩石破坏的细观机制。
By X-ray CT method,it is found that rock experiences condensation,dilatancy,evolution of CT crack and rapture process in turn under uniaxial compression,which shows the meso-mechanism of rock deformation and rapture. CT image analysis and density damage increment analysis are two approaches based on X-ray CT. Through CT image analysis,the width,length and direction of crack are gained. The values of density damage at any stress state and position are gained by analysis of density damage increment. At the process of CT crack and rapture evolution,the acoustic emission can not precisely reflect the meso-mechanism of rock deformation and rapture because of localization of damage.

引文

1李海波,赵坚,李廷芥.滑移型裂纹模型在研究岩石动态单轴抗压强度中的应用[J].岩石力学与工程学报,2001,20(3):315～319
    2戚承志,钱七虎.岩石等脆性材料动力强度依赖应变率的物理机制[J].岩石力学与工程学报,2003,22(2):177～181
    3张平,李宁,李爱国.动载下非贯通裂隙介质破坏模型的研究[J].岩石力学与工程学报,2001,20(增2):1411～1416
    4于亚伦,蒋德全.高应变率作用下岩石的微观损伤特征[A].见:第四届全国岩石动力学学术会议论文选集[C].武汉:湖北科学技术出版社,19～23
    5刘力强,马胜利,马瑾.三轴压缩下不同构造花岗岩的微破裂时空分布特征及其地震学意义[J].科学通报,1999,44(11):1194～1198
    6黄志鹏,郭应忠,朱可善.单轴压缩下岩石声发射与损伤变量关系试验研究[J].岩石力学与工程学报,1999,17(增):784～787
    7丁卫华,仵彦卿,蒲毅彬等.基于X射线的岩石内部裂纹宽度测量[J].岩石力学与工程学报,2003,22(9):1421～1425
    8KawakataH,C hoA,KiyamaT,etal.Thr ee-dimension al observat ionsoff aultingpro cessinW ester lygranit eunderuniax ialc ondin tionsbyCTX-rayscan[J].Tectonophysics,1999,(313):293～305
    9仵彦卿,丁卫华,蒲毅彬等.压缩条件下岩石密度损伤增量的CT动态观测[J].自然科学进展,2000,10(9):830～835