预制裂隙对类岩石材料压缩破坏特性及裂纹影响研究

本文主要探讨了"类岩石材料压缩破坏力学特性及裂纹演化特征"这一主题，针对含不同宽度预制裂隙的类岩石材料在单轴压缩条件下的行为进行了深入研究。作者利用自主研发的YYW-Ⅱ应变控制式无侧限压缩仪和高精度声发射(AE)监测系统，以3mm和5mm宽度的预制裂隙作为研究对象，旨在揭示其力学性能变化和裂纹发展规律。 首先，研究发现随着预制裂隙宽度从3mm增加到5mm，类岩石材料的峰值强度显著下降，这意味着更大的裂隙增加了材料的易碎性。同时，峰值轴向应变也有所增加，反映了裂隙的存在使得材料在达到极限之前经历了更大的形变。在压密阶段，材料的应变量增大，这可能是由于裂隙的扩展导致的有效体积减少和内部应力分布的变化。 在破坏模式上，当裂隙宽度增大时，材料的破坏机制从主要由自身材料性质主导的剪切破坏转向了预制裂隙下半部区域的张拉破坏引发的剪切破坏。这种转变意味着预制裂隙的存在不仅改变了材料的抗压性能，还影响了局部的应力集中和传递方式。 在裂纹演化方面，研究结果显示试样的主要裂纹不再仅仅沿着预制裂隙方向发展，而是转变为从预制裂隙下半部区域向顶部和底部扩展。这说明裂纹的传播路径受到预制裂隙的影响，预示着裂纹扩展的方向性和复杂性。 这项研究对于理解和预测岩土工程中相似材料在类似加载条件下的破坏行为具有重要意义，有助于工程师们设计更有效的结构和采取相应的预防措施，以降低工程中的风险。同时，对预制裂隙的声发射定位技术的应用也为监测和诊断地质结构的稳定性提供了新的手段。 该研究通过细致的实验和数据分析，揭示了预制裂隙对类岩石材料压缩破坏力学特性和裂纹演化的重要影响，为岩土工程领域的材料选择、设计和安全性评估提供了有价值的研究依据。