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不同水损伤程度下泥岩断裂力学特性试验研究.PDF

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第 36 卷 第 X 期 岩石力学与工程学报 Vol.36 No.X 2017 年 X 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering XXX ,2017 不同水损伤程度下泥岩断裂力学特性试验研究 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 杨健锋 ,梁卫国 ,陈跃都 ,黎 力 ,廉浩杰 (1. 太原理工大学 矿业工程学院,山西 太原 030024 ;2. 太原理工大学 原位改性采矿教育部重点实验室,山西 太原 030024) 摘要:为研究不同程度水损伤作用对泥岩断裂力学特性的影响,对水中浸泡不同时间条件下的泥岩半圆盘(SCB) 试件进行三点弯曲试验,同时利用 PCI-2 型声发射系统对泥岩试件的断裂全过程进行实时监测。结果表明:天然 泥岩的断裂力学行为受水-岩作用影响显著,随着浸泡时间的增加,其峰值载荷不断下降,浸泡200分钟后,该泥 岩纯 I 型至纯 II 型断裂韧度分别降低至未损伤条件下的 53%、56.5%、61%、64%、64.7%和 67.6%,且泥岩的断 裂破坏形式由脆性逐渐转变为延性。通过声发射定位确定了不同损伤程度下泥岩 SCB 试件中断裂过程区(FPZ)长 度,随着损伤程度加深 PFZ 长度逐渐减小;声发射事件累计总数不断增加;同时,将试验得到的比值 Keff/KIC 与 引入 T 应力后改进的最大周向应力(MMTS)理论比值进行比较,表明在未浸泡及短时间浸泡条件下实验结果符合 该理论结果;但随着损伤程度的加深该试验结果拟合曲线逐渐偏离理论曲线,浸泡时间达到 200 分钟时,该偏离 情况较为明显。 关键词:泥岩;声发射;断裂韧度;半圆盘三点弯曲试件;T 应力 中图分类号:TU 45 文献标识码:A 文章编号:1000 –6915(2017)00 –0000 –00 Experiment research on the fracture mechanical characteristics of mudstone with different degree of water damage 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 YANG Jianfeng ,LIANG Weiguo ,CHEN yuedu ,LI li ,LIAN Haojie (1. College of Mining Engineering ,Taiyuan University of Technology,Taiyuan,Shanxi 030024,China; 2. Key Lab of In-situ Property-improving Mining of Ministry of Education,Taiyuan,Shanxi 030024,China) Abstract :In order to study the effect of water damage on the characteristics of fracture mechanics of mudstone , three point bending test is carried out to investigate the semi-circular bend(SCB) mudstone specimens that have been soaked in water for different time durations ,and real-time monitoring by
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