基于裂纹界面摩擦滑动演化的岩石断裂研究

来源期刊：中国矿业大学学报2020年第2期

论文作者：宋义敏 李肖飞 许海亮 宋嘉祺 张悦

文章页码：255 - 540

关键词：压剪应力共同作用;裂纹界面;摩擦滑动;应力强度因子;数字散斑相关方法;位移场;

摘    要：为了研究压剪应力共同作用下岩石裂纹变形演化机制,开展了压剪作用下含裂纹岩石断裂实验研究,采用数字散斑相关方法作为观测手段,获得了加载过程中岩石表面位移场演化、裂纹界面摩擦滑动演化、裂纹尖端应力强度因子等与岩石断裂扩展对应关系.结果表明:随着岩石表面位移场的演化,裂纹尖端阻碍了位移传递,形成了压应变集中区.随着剪力增加,裂纹上下界面滑动位移经历了无滑移、单调增加和波动增加3个阶段.裂纹扩展及尖端应力分布与裂纹界面摩擦滑动状态密切相关,当裂纹界面处于静摩擦状态时,裂纹尖端应力强度因子变化较小;当裂纹界面处于滑动状态时,裂纹尖端应力强度因子随着裂纹界面局部滑动呈波动增加.