CT技术在岩体细观损伤扩展力学特性中的-西安科技大学科技处

岩土与建筑

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CT技术在岩体细观损伤扩展力学特性中的

2006-11-24 00:00

CT技术在岩体细观损伤扩展力学特性中的
(2006-11-24)

应用行业：矿山、水利、国防、铁道
技术领域：工程评价
任务来源：国家教育部骨干教师资助项目
Ø 主要内容
本项目从细观损伤力学理论出发，利用CT识别先进技术研究岩体的初始损伤特性及在不同应力状态下和冻融环境条件下的损伤扩展特性。探索岩体细观损伤扩展机理、演化特征及其损伤细观结构的变化，建立岩体损伤扩展规律及损伤本构关系。为工程计算分析提供坚实的实验和理论基础。主要成果为：
1、岩体细观初始损伤特性的CT识别
岩体本身就是一种自然损伤材料。所以，初始损伤特性的CT识别是研究的基础,主要针对工程中常见的典型岩体，如页岩、石灰岩、花岗岩等不同性质岩石，进行其损伤特性的差异性研究。实验结果表明，岩石的损伤力学特性不同，集中表现在其损伤CT数及损伤图象上。
2、岩体损伤变量（张量）的CT数表达
CT识别的最大特点就是能对岩体损伤进行定量分析，所以，建立用CT数表达的损伤变量公式就很有意义。本项目建立了用CT数表达岩石损伤变量的基本公式，并通过多方位的识别还可得到损伤张量与CT数的关系。这一公式在近年来的岩石损伤力学、冻土损伤力学中多次被引用。
3、进行了岩石损伤细观裂纹的起裂、扩展特性的研究
在岩石初始损伤分析基础上，借助于CT设备相配配套的加载装置，进行损伤扩展即时CT扫描观测，一方面从CT图像上观观察损伤细观裂纹的起裂特征。重要的是找出损伤起裂时的应力（应变）与CT数间的定量关系。进行整个加载过程中不同损伤扩展阶段的CT连续扫描。分析了岩石损伤起裂后，主裂纹与分叉裂纹的损伤特性。
4、进行了三轴应力状态下岩体损伤细观损伤扩展特性识别
由于实际工程岩体常处于三向受力状态。为了揭示复杂受力状态下岩体损伤力学特性拟在单轴试验成果的基础上，重点研究不同围压状态下的损伤扩展CT识别，揭示围压力的存在和初始损伤的差异对损伤扩展过程的影响，建立较为真实的损伤本构关系。