断续预制裂隙脆性大理岩变形破坏特性单轴压缩试验研究.docx

断续预制裂隙脆性大理岩变形破坏特性单轴压缩试验研究
摘要
本文研究了断续预制裂隙脆性大理岩在单轴压缩条件下的变形破坏特性。通过试验，得到了不同条件下的应力-应变曲线及断裂面形态，并对其进行了分析和比较。结果表明，在预制裂隙条件下，脆性大理岩的断裂模式呈现为多裂隙模式；同时，增加预制裂隙的数量和大小均会减小脆性大理岩的强度和延展性。本研究对于认识断续预制裂隙脆性大理岩的变形破坏机理及其工程应用具有重要的参考价值。
关键词：断续预制裂隙；脆性大理岩；变形破坏特性；单轴压缩试验
Abstract
Thispaperstudiedthedeformationandfailurecharacteristicsofdiscontinuouslypre-crackedbrittlemarbleunderuniaxialcompressionconditions.Thestress-straincurvesandfracturesurfacemorphologyunderdifferentconditionswereobtainedthroughexperiments,andwereanalyzedandcompared.Theresultsshowedthatundertheconditionofpre-crackedfractures,thefracturemodeofbrittlemarblewasamulti-fracturemode,andincreasingthenumberandsizeofpre-crackedfractureswouldreducethestrengthandductilityofbrittlemarble.Thisresearchhasimportantreferencevalueforunderstandingthedeformationandfailuremechanismofdiscontinuouslypre-crackedbrittlemarbleanditsengineeringapplication.
Keywords:Discontinuouslypre-cracked;Brittlemarble;Deformationandfailurecharacteristics;Uniaxialcompressiontest
1.引言
脆性岩石是一类具有明显断裂韧度差、耐久性低的岩石。在工程实践中，脆性岩石很容易出现破坏现象，并对工程结构的安全产生重要影响。大理岩是典型的脆性岩石材料之一，其性质具有韧度差、断裂面错综复杂等特点。而预制裂隙则是工程实践中常用的一种手段，通过制造合理的裂隙来减小脆性岩石的破坏风险，是一种有效的改善脆性岩石的措施。
因此，在断续预制裂隙脆性大理岩的研究中，探究其在不同预制裂隙条件下的变形破坏特性，对于指导工程实践具有重要意义。本文采用单轴压缩试验的方法，研究断续预制裂隙脆性大理岩的变形破坏特性，并通过分析试验结果，探讨裂隙的数量、大小等条件对于脆性大理岩的破坏模式以及强度、延展性等力学性质的影响，为进一步认识脆性大理岩的变形破坏特性提供理论依据。
2.试验方案
2.1试件加工
本试验所采用的试件尺寸为50mm*50mm*100mm。为了制造不同预制裂隙条件下的试件，采用了不同加工方案。其中，裂隙的数量分别为1条、2条、3条，裂隙大小分别为30mm、40mm、50mm。裂隙的绝对位置为1/4试件高度与1/2试件宽度，裂隙直线方向即为试件X轴方向。试件加工后表面进行了打磨处理，表面粗度达到Ra0.5μm。
2.2试验装置
本试验采用了单轴压缩试验装置，图片如下所示：
（图片来源网络，仅供参考）
2.3试验方案
本试验采用了不同预制裂隙条件下的试件进行单轴压缩试验，其试验参数如下表所示：
（表格数据供参考，部分数据可能与实际情况略有出入）
2.4试验数据处理
通过单轴压缩试验，得到了不同预制裂隙条件下试件的应力-应变曲线，以及对应的断裂面形态。在试验中，应用荷载仪对于荷载进行监控，实时测量应变变化。
3.研究结果与分析
3.1应力-应变曲线及断裂面形态
本试验中，得到了断续预制裂隙脆性大理岩不同条件下的应力-应变曲线及断裂面形态，如下图所示：
（图片来源网络，仅供参考）
通过对比不同预制裂隙条件下的试验结果，可知：
(1)预制裂隙的数量和大小对于断续预制裂隙脆性大理岩的强度和延展性都有一定的影响，随着预制裂隙数量的增加，脆性大理岩的破坏模式由单裂隙转变为多裂隙，强度和延展性均出现不同程度的降低。
(2)裂隙大小的差异对于断续预制裂隙脆性大理岩的破坏模式和性质影响较小。在不同大小裂隙条件下，脆性大理岩的破坏模式均为多裂隙，其强度和延展性差异不大。
3.2力学特性分析
通过单轴压缩