红色砂岩的裂变演变:从三点曲实验和数值模拟的见解,考虑到材料不均性和内部不连续性
Xiangxin Liu1, Bin Gong2, Zhengzhao Liang3
1School of Civil and Surveying & Mapping Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou, 341000 China.
这项研究揭示了微裂如何在压力下在红色砂岩中传播. 它确定了关键的前体信号,如红外辐射和声学辐射,并详细说明了五种不同的裂传播模式.
科学领域:
- 地质技术工程 地质技术工程
- 岩石机械学 岩石机械学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 了解岩石断裂对于地质稳定性和工程学至关重要.
- 材料不均性和内部不连续性显著影响岩石破裂.
- 在循环应力下微裂纹的传播是复杂的,需要详细的研究.
研究的目的:
- 为了研究红色砂岩中的微裂纹传播路径,在压力积累,阴影和转移下.
- 分析破裂演化特征,考虑材料特性.
- 为了识别红色砂岩的前体信号和故障机制.
主要方法:
- 在红色砂岩样本上进行了三点曲实验.
- 使用数值模拟来建模裂传播.
- 分析包括声辐射 (AE) 能量,红外辐射 (IR) 变化,断裂表面粗度和应力场.
主要成果:
- 在红色砂岩破裂过程中,确定了四个不同的能量释放阶段.
- 拉伸裂占最大比例,粗的断裂表面很小.
- 红外辐射和声学排放为岩石裂变提供了重要的前体信息,包括高温碎片和AE事件集群.
- 观察到五种不同的裂传播模式 (通过,裂尖,延伸后,裂分叉,绕过).
结论:
- 红色砂岩裂变通过不同的阶段演变,受压力条件的影响.
- 声波排放和红外辐射是即将发生岩石破裂的可靠指标.
- 该研究阐明了在复杂应力体制下微裂传播的五种基本模式.
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