CAJ | 학술논문

采用砂浆来模拟岩石材料以研究其裂隙的演化规律.借助CT扫描获得单轴压缩破坏过程中岩石材料内部的密度分布信息和统计特征,利用同位置点的密度变化来识别微裂隙的活动,通过统计密度变化特征和分形指标Rd描述研究微裂隙的演化行为.研究结果表明:(1)CT图像灰度频数统计变化曲线的幅值和形状变化反映了微裂隙的不同演化效应:荷载水平0%～50%时,曲线波峰顶点上移,而频数变化幅值显著增大,曲线呈规则正弦状;50%～70%时,曲线波峰顶点下移,频数变化幅值降低,曲线形状偏离正弦状;70%～90%时,曲线形状、波峰顶点位置和频数变化幅值基本不变,只有少数灰度区间发生频数变化;90%以后,曲线波峰顶点位置发生非常大的上移,曲线回归正弦状.而波谷顶点的位置移动则相反.这种现象体现了整个压缩损伤过程中微裂隙的主导演化作用由加载前期萌生效应转化为中期压缩闭合效应,再转化为后期的扩展、汇集效应.(2)通过对CT图像灰度进行变换及分形指标Rd描述后发现,Rd随应力增加呈先增加→减小→再增加的三段式增长.这与压缩过程中微裂隙的产生效应与闭合效应的相互影响、转化行为有关;加载前期微裂隙的萌生效应活跃,Rd增大;中期萌生效应趋缓,扩展、汇集效应缓慢发展,此时由闭合效应主导,Rd缓慢减小;后期微裂隙的扩展、汇集效应显著增强,Rd急剧增长.(3)提出的微裂隙体积率分形指标Rd描述能较好地刻画压缩破坏过程中微裂隙演化行为.
채용사장래모의암석재료이연구기렬극적연화규률.차조CT소묘획득단축압축파배과정중암석재료내부적밀도분포신식화통계특정,이용동위치점적밀도변화래식별미렬극적활동,통과통계밀도변화특정화분형지표Rd묘술연구미렬극적연화행위.연구결과표명:(1)CT도상회도빈수통계변화곡선적폭치화형상변화반영료미렬극적불동연화효응:하재수평0%～50%시,곡선파봉정점상이,이빈수변화폭치현저증대,곡선정규칙정현상;50%～70%시,곡선파봉정점하이,빈수변화폭치강저,곡선형상편리정현상;70%～90%시,곡선형상、파봉정점위치화빈수변화폭치기본불변,지유소수회도구간발생빈수변화;90%이후,곡선파봉정점위치발생비상대적상이,곡선회귀정현상.이파곡정점적위치이동칙상반.저충현상체현료정개압축손상과정중미렬극적주도연화작용유가재전기맹생효응전화위중기압축폐합효응,재전화위후기적확전、회집효응.(2)통과대CT도상회도진행변환급분형지표Rd묘술후발현,Rd수응력증가정선증가→감소→재증가적삼단식증장.저여압축과정중미렬극적산생효응여폐합효응적상호영향、전화행위유관;가재전기미렬극적맹생효응활약,Rd증대;중기맹생효응추완,확전、회집효응완만발전,차시유폐합효응주도,Rd완만감소;후기미렬극적확전、회집효응현저증강,Rd급극증장.(3)제출적미렬극체적솔분형지표Rd묘술능교호지각화압축파배과정중미렬극연화행위.