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单轴压缩下溶隙灰岩宏细观耦合损伤能量释放率演化规律研究
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作者 王润秋 王桂林 +1 位作者 张亮 孙帆 《岩土工程学报》 2025年第9期1903-1912,共10页
灰岩地区存在复杂的溶隙网络,其控制着灰岩的破裂特征,作为Griffith断裂准则核心的能量释放率可有效表征岩体裂纹扩展过程。为深入研究溶隙灰岩变形破坏过程中的能量特性和细观裂纹萌生、扩展演化规律,将灰岩溶隙形态概化为裂隙、椭圆... 灰岩地区存在复杂的溶隙网络,其控制着灰岩的破裂特征,作为Griffith断裂准则核心的能量释放率可有效表征岩体裂纹扩展过程。为深入研究溶隙灰岩变形破坏过程中的能量特性和细观裂纹萌生、扩展演化规律,将灰岩溶隙形态概化为裂隙、椭圆孔、类蘑菇孔和类哑铃孔4种类型,并根据非线性动力学理论、Lemaitre应变等效假设和岩体能量理论,推导了溶隙灰岩宏细观耦合损伤能量释放率计算公式,获得了溶隙灰岩破坏过程中的细观裂纹扩展规律。研究结果表明:根据能量耗散理论,类蘑菇孔、裂隙、椭圆孔、完整灰岩和类哑铃孔的灰岩试样能量积聚作用依次减弱;根据能量耗散特征、宏细观耦合损伤能量释放率以及应力应变曲线,灰岩变形破坏阶段可分为应力调整阶段(Ⅰ)、微裂纹或微孔隙稳定闭合阶段(Ⅱ)、细观裂纹低速扩展阶段(Ⅲ)、细观裂纹快速扩展阶段(Ⅳ)以及宏观主断裂形成阶段(Ⅴ)等5个阶段,且第Ⅳ阶段岩样损伤能量释放率突变点可作为岩样破坏前兆识别点。研究结果可为分析岩溶地区地质灾害提供理论指导。 展开更多
关键词 溶隙灰岩 能量演化 宏细观耦合损伤 能量释放率 裂纹扩展
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