深地充填体断裂特性及裂纹扩展模式研究

• 作者: 徐文彬 曹培旺 程世康
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 深地采矿 温度 胶结充填体 三点弯曲 裂纹扩展
• 年，卷（期）: 2018,（10）
• 所属期刊栏目: 地质工程·土木工程
• 页码范围: 2508-2518
• 页数: 11页
• 分类号: TD853
• 字数: 5815字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672?7207.2018.10.018

摘要

为了研究深地充填体的断裂特性,分别将经温度为40,60,80,100和120℃ 热处理后的胶结充填体试件进行三点弯曲试验,利用高速摄像机?加载系统进行裂纹扩展模式全程捕捉,并编写Matlab图像处理程序,对充填体微观结构进行量化分析.研究结果表明:充填体的断裂韧度与纵波波速随热处理温度的升高而减小;当热处理温度从40℃上升到120℃时,充填体断裂韧度降幅达64.72％;基于波速的变化,热损伤因子D可分为3个阶段,即负损伤阶段、加速损伤阶段和稳定损伤阶段;随着热处理温度升高,孔隙率变化趋势与断裂韧度相反;断裂裂纹可分为3个阶段,且随着温度升高,裂纹的整体扩展路径经历了直线→弯曲→直线的过程,并在断裂过程中出现未脱落块体和碎裂状块体的脱落;主裂纹在扩展过程中会衍生出次生裂纹,且主裂纹分叉特征愈加明显.