层状岩石裂纹扩展特征与岩石强度影响的研究

该研究论文聚焦于"裂纹在层状岩石中扩展特征的研究"，针对的是地质学和采矿工程领域的关键问题。研究人员利用了数字图像相关方法（DIC）来细致观察裂纹在层状岩石中的动态扩展过程，这是一种高精度的无损检测技术，能实时追踪微小形变和位移，从而获取裂纹的生长路径和应力分布情况。 通过实验和数值模拟相结合的方式，研究人员探讨了岩石强度对裂纹扩展的影响。他们发现，当载荷施加于层状岩石时，裂纹扩展过程中会形成明显的双峰载荷曲线。这两个峰值分别代表了界面层两侧岩石开始出现初始裂纹的时间点，峰值大小随着岩石强度的增加而增大，这表明更强的岩石更能抵抗裂纹的扩展。 此外，界面层的破裂以及界面滑动对于裂纹的进一步扩展起到了显著的阻止作用，即所谓的止裂效应。这种止裂效果随着界面层中未受影响那一侧岩石强度的提升而增强，这为理解和控制层状岩体的稳定性提供了重要的理论依据。 裂纹尖端的运动特性也是研究的重点，它显示出裂纹并非连续扩展，而是受到界面层破裂和滑动的影响，在界面层内部发生迁移。这种非连续扩展的特性对于预测和设计岩体的稳定性具有重要意义，尤其是在地震或采矿过程中，了解这种行为有助于减少潜在的灾害风险。 关键词“层状岩石”、“裂纹扩展”、“数字图像相关方法”和“界面滑动”揭示了这篇论文的核心关注点，它们共同构成了对层状岩石中裂纹行为的深入理解，对于地质灾害防范、岩体工程设计以及采矿安全有着直接的应用价值。 该研究不仅提供了一种新的实验和模拟技术来分析复杂地质结构中的裂纹行为，而且其发现对于工程实践具有重要的指导意义，例如在地下开采、隧道建设或地震工程等领域，都可能需要考虑这种非连续裂纹扩展模式的影响。这项工作对于提升层状岩石结构的工程安全性具有深远的科学贡献。