水岩作用下岩体裂纹亚临界扩展-中国有色金属学报.pdfVIP

第 25 卷第 5 期 中国有色金属学报 2015 年 5 月 Volume 25 Number 5 The Chinese Journal of Nonferrous Metals May 2015 文章编号：1004-0609(2015)-05-1325-07 水岩作用下岩体裂纹亚临界扩展 曹 平，陈绍名 ( 中南大学 资源与安全工程学院，长沙 410083) 摘 要：亚临界裂纹扩展是岩体工程时间相依性的主要原因之一，利用 Inston1342 型电液伺服材料试验机，采用 常位移松弛法分别进行自然状态以及饱水状态下岩块的亚临界裂纹扩展实验，获得了两种环境下岩石裂纹扩展速 率 v 与应力强度因子 KI 的关系及亚临界裂纹扩展参数，研究水对岩石亚临界裂纹扩展规律的影响，并对两种环 境下亚临界裂纹扩展参数进行了对比分析。结果表明：两种环境下岩石的 lgKI−lgv 有较好的线性规律，岩石的亚 临界裂纹扩展速率与裂纹尖端应力强度因子服从幂函数关系；在双对数坐标空间中，含饱和水试件的 lgKI−lgv 曲 线位于空气中试件 lgKI−lgv 曲线的左上角，含饱和水试件的曲线斜率较空气中试件的减小，而截距增加。在同一 应力强度因子水平上，含饱和水试件的裂纹扩展速度大，表明水加速了岩体亚临界裂纹扩展。该实验结果可为水 化学作用下复杂岩体的稳定性分析提供可靠依据。 关键词：双扭试件；常位移松弛法；水化学作用；亚临界裂纹扩展；应力强度因子 中图分类号：TU45 文献标志码：A Subcritical growth of rock crack under water-rock interaction CAO Ping, CHEN Shao-ming (School of Resource and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, China) Abstract: Subcritical crack growth is one of the main causes of time-dependent behavior in rock mass engineering. By using Instronl 1342 type electro hydraulic servo test machine and adopting the double-torsion load-relaxation method at constant displacement, two groups of specimens, one immersed in groundwater and the other in air, were tested to study the relationship between the crack growth rate v and fracture toughness KI, and the parameters of subcritical crack growth in the two different environments were gotten. The influence of water on the subcritical crack growth mechanism was analyzed, and comparisons of the parameters of the growth of subcritical crack were made for the two different