GEOFLUIDSgydF4y2Ba GeofluidsgydF4y2Ba 1468 - 8123gydF4y2Ba 1468 - 8115gydF4y2Ba HindawigydF4y2Ba 10.1155 / 2020/8843381gydF4y2Ba 8843381gydF4y2Ba 研究文章gydF4y2Ba 相关规则的研究亚临界裂纹增长,在横向各向同性石板阈值gydF4y2Ba 马gydF4y2Ba 帮派gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba https://orcid.org/0000 - 0001 - 9595 - 7996gydF4y2Ba 李gydF4y2Ba JiangtenggydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 王gydF4y2Ba HuiwengydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 赵gydF4y2Ba YanlingydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 资源与安全工程学院gydF4y2Ba 中南大学gydF4y2Ba 长沙410083gydF4y2Ba 中国gydF4y2Ba csu.edu.cngydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 中国设计集团有限公司gydF4y2Ba 有限公司gydF4y2Ba 南京210000gydF4y2Ba 中国gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 30.gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 31日gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 30.gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 版权©2020帮马等。gydF4y2Ba 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。gydF4y2Ba

弹性参数和不同层面的亚临界扩展角板岩试样研究了使用单轴压缩试验和双扭力常数位移载荷松弛法使用san和MTS的洞察力的机器。研究i型应力强度因子的关系gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 与亚临界裂纹增长速度gydF4y2Ba VgydF4y2Ba ,断裂韧性gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 、停滞的速度阈值,双扭力常数位移载荷松弛法。床上用品之间的相关规则角度(gydF4y2Ba βgydF4y2Ba)和单轴抗压强度、断裂韧性和阈值。实验结果表明,单轴压缩、断裂韧性和阈值曲线转移到底部然后随着的增加而增加gydF4y2Ba βgydF4y2Ba角。此外,它的断裂韧性是最小的时候gydF4y2Ba βgydF4y2Ba45°角的石板,裂纹萌生和裂纹扩展生成的负载下,从而导致石板的失败。gydF4y2Ba lggydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba lggydF4y2Ba VgydF4y2Ba 横向各向同性关系石板来衡量该方法符合线性规则,这是在良好的协议与查尔斯的理论。的范围gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba /gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 为这些不同的层理角石板从0.511到0.789。测试结果将提供的基础研究渗流和时间依赖性的岩石工程稳定性。gydF4y2Ba

 中国国家自然科学基金gydF4y2Ba 1。介绍gydF4y2Ba

岩石矿物骨料经过长期地质过程;岩石的分层结构可以简化为一个横向各向同性体,其物理和机械性能在平行于层理面不同于那些在垂直于层理面。分层岩石的稳定性分析是复杂的各向同性特征层理面和渗流场和应力场的耦合效应(gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba]。因此,揭示横向各向同性渗透机制,有必要探讨横向各向同性断裂特征。gydF4y2Ba

目前,研究各向异性岩石属性主要集中在以下方面:(1)弹性变形参数的测量方法研究[gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba),(2)的各向异性强度和屈服准则的研究gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba,gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba),(3)各向异性岩石本构模型研究[gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba),(4)各向异性岩石变形特征和力学性能研究[gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba,gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba]。横向各向同性是各向异性的一种特殊情况;这些研究有重要意义对帮助我们更好的理解横向各向同性岩石的渗透率和力学性能。不稳定实例原位岩石和岩石实验室检查显示,失败是由于岩体裂纹扩展和传播(gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba],岩石的裂缝是主要的渗流通道,控制着岩体的渗流特征。根据断裂力学和应力腐蚀理论(gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba,gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba),当裂纹尖端应力强度因子gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 超过其断裂韧性gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba ,裂缝将迅速扩大;当应力强度因子小于其断裂韧性,裂纹增长过程应力腐蚀亚临界裂纹增长的速度。研究表明,在某些情况下裂纹传播,直到材料骨折与集体拉应力和腐蚀介质的影响,被称为应力腐蚀(gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba]。通常,i型应力强度因子gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 在裂纹尖端被视为一个参数来控制裂纹增长。应力腐蚀下限gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ;当应力强度因子小于gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ,裂纹不会扩展;当应力强度因子gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 和gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 裂纹生长在一定的速度;原因可以列举如下:(1)在裂纹尖端的应力增加的过程中形成微裂纹和空隙,(2)化学键断裂应力减少环境介质的影响,因此,裂缝生长在一个稳定和静态过程,叫做亚临界裂纹增长。岩体中的裂纹增长发生在亚临界裂纹传播在一定程度上。因此,法律、裂缝亚临界扩展属性的研究是重要的岩石工程长期稳定。亚临界裂纹增长的弹性参数和原则可以获得。床上用品之间的有关法律角度(gydF4y2Ba βgydF4y2Ba)和抗压强度、断裂韧性和阈值分析。i型应力强度因子的关系gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 与亚临界裂纹增长速度gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 和断裂韧性gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 能够预测时,裂纹将扩展到临界裂纹长度在一定压力条件下,可能导致结构损伤的结果,使渗透率和力学研究一种新方法。gydF4y2Ba

 2。横向各向同性的不同层理角石板gydF4y2Ba 2.1。横向各向同性弹性体的本构关系gydF4y2Ba

横向各向同性弹性体是由一个弹性对称平面,其物理和机械性能在平行于弹性对称面不同于那些在垂直于弹性对称平面。分层岩石工程通常认为一个弹性对称平面的层面;相信它有相同的物理和机械性能在平行于层理面不同于那些与弹性对称平面垂直。如图gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba XOYgydF4y2Ba平面假设为弹性对称平面;横向各向同性弹性参数应满足下列条件(gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba]:gydF4y2Ba (1)gydF4y2Ba EgydF4y2Ba xgydF4y2Ba =gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ygydF4y2Ba =gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba EgydF4y2Ba zgydF4y2Ba =gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba μgydF4y2Ba xgydF4y2Ba ygydF4y2Ba =gydF4y2Ba μgydF4y2Ba ygydF4y2Ba xgydF4y2Ba =gydF4y2Ba μgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba μgydF4y2Ba zgydF4y2Ba xgydF4y2Ba =gydF4y2Ba μgydF4y2Ba zgydF4y2Ba ygydF4y2Ba =gydF4y2Ba μgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba GgydF4y2Ba xgydF4y2Ba ygydF4y2Ba =gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba μgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ygydF4y2Ba zgydF4y2Ba =gydF4y2Ba GgydF4y2Ba xgydF4y2Ba zgydF4y2Ba =gydF4y2Ba GgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

横向各向同性板示意图视图(gydF4y2Ba βgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba °gydF4y2Ba )。gydF4y2Ba

横向各向同性弹性体本构关系可以简化如下(gydF4y2Ba 14gydF4y2Ba]:gydF4y2Ba (2)gydF4y2Ba εgydF4y2Ba xgydF4y2Ba εgydF4y2Ba ygydF4y2Ba εgydF4y2Ba zgydF4y2Ba γgydF4y2Ba xgydF4y2Ba ygydF4y2Ba γgydF4y2Ba ygydF4y2Ba zgydF4y2Ba γgydF4y2Ba xgydF4y2Ba zgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba σgydF4y2Ba xgydF4y2Ba σgydF4y2Ba ygydF4y2Ba σgydF4y2Ba zgydF4y2Ba τgydF4y2Ba xgydF4y2Ba ygydF4y2Ba τgydF4y2Ba ygydF4y2Ba zgydF4y2Ba τgydF4y2Ba xgydF4y2Ba zgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 23gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 33gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 44gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 55gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 55gydF4y2Ba σgydF4y2Ba xgydF4y2Ba σgydF4y2Ba ygydF4y2Ba σgydF4y2Ba zgydF4y2Ba τgydF4y2Ba xgydF4y2Ba ygydF4y2Ba τgydF4y2Ba ygydF4y2Ba zgydF4y2Ba τgydF4y2Ba xgydF4y2Ba zgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 是合规矩阵,可以计算,可以吗gydF4y2Ba (3)gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba =gydF4y2Ba −gydF4y2Ba υgydF4y2Ba EgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba =gydF4y2Ba −gydF4y2Ba υgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 33gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 44gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba υgydF4y2Ba EgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 55gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 和gydF4y2Ba νgydF4y2Ba 岩石的杨氏模量和泊松比的方向平行于横向各向同性平面,分别;gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba νgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 是岩石的杨氏模量和泊松比的方向垂直于横向各向同性平面,分别;和gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 是飞机正常的剪切模量的横向各向同性平面。gydF4y2Ba

因为刚度矩阵和合规矩阵逆矩阵、刚度矩阵gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 可以计算如下:gydF4y2Ba (4)gydF4y2Ba cgydF4y2Ba 11gydF4y2Ba =gydF4y2Ba λgydF4y2Ba ngydF4y2Ba 1gydF4y2Ba −gydF4y2Ba ngydF4y2Ba vgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba cgydF4y2Ba 12gydF4y2Ba =gydF4y2Ba λgydF4y2Ba ngydF4y2Ba vgydF4y2Ba +gydF4y2Ba ngydF4y2Ba vgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba cgydF4y2Ba 13gydF4y2Ba =gydF4y2Ba λgydF4y2Ba ngydF4y2Ba vgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba vgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba cgydF4y2Ba 33gydF4y2Ba =gydF4y2Ba λgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba −gydF4y2Ba vgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba cgydF4y2Ba 44gydF4y2Ba =gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba cgydF4y2Ba 66年gydF4y2Ba =gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba υgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2Ba ngydF4y2Ba =gydF4y2Ba EgydF4y2Ba /gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba λgydF4y2Ba =gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba /gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba υgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba −gydF4y2Ba υgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ngydF4y2Ba υgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

当一个正交的身体退化成为一个横各向同性弹性的身体,九个独立的弹性参数减少到五个独立的弹性参数,分别;gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba νgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba νgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba GgydF4y2Ba 并不是独立的弹性参数,因为gydF4y2Ba GgydF4y2Ba =gydF4y2Ba EgydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba νgydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

 2.2。各向异性弹性常数的坐标转换gydF4y2Ba

由于不同的力学性能各向异性岩石四面八方的媒体,坐标系统常常需要转换成弹性参数,解决和协调各向异性弹性参数的变换通常遵循张量的规则。gydF4y2Ba

全球坐标系统(gydF4y2Ba XgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba YgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba ZgydF4y2Ba )和局部坐标系(gydF4y2Ba XgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba YgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba ZgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba )的横向各向同性体图所示gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba;周围的局部坐标系gydF4y2Ba zgydF4y2Ba 设在旋转gydF4y2Ba βgydF4y2Ba角的全球坐标系统。刚度矩阵gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 在当地坐标系统可以被转换成刚度矩阵gydF4y2Ba CgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 在全球坐标系统。它可以表示为gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba]gydF4y2Ba (5)gydF4y2Ba CgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba =gydF4y2Ba lgydF4y2Ba TgydF4y2Ba CgydF4y2Ba lgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 是变换矩阵,它可以表示如下:gydF4y2Ba (6)gydF4y2Ba lgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba βgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

横观各向同性材料示意图。gydF4y2Ba

横向各向同性弹性参数在当地坐标系统可以被转移到全球坐标系统的弹性参数,如下所示:gydF4y2Ba (7)gydF4y2Ba εgydF4y2Ba xgydF4y2Ba εgydF4y2Ba ygydF4y2Ba εgydF4y2Ba zgydF4y2Ba γgydF4y2Ba xgydF4y2Ba ygydF4y2Ba γgydF4y2Ba ygydF4y2Ba zgydF4y2Ba γgydF4y2Ba xgydF4y2Ba zgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba σgydF4y2Ba xgydF4y2Ba σgydF4y2Ba ygydF4y2Ba σgydF4y2Ba zgydF4y2Ba τgydF4y2Ba xgydF4y2Ba ygydF4y2Ba τgydF4y2Ba ygydF4y2Ba zgydF4y2Ba τgydF4y2Ba xgydF4y2Ba zgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 16gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 22gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 23gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 26gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 23gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 33gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 36gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 44gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 45gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 45gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 55gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 16gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 26gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 36gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 66年gydF4y2Ba σgydF4y2Ba xgydF4y2Ba σgydF4y2Ba ygydF4y2Ba σgydF4y2Ba zgydF4y2Ba τgydF4y2Ba xgydF4y2Ba ygydF4y2Ba τgydF4y2Ba ygydF4y2Ba zgydF4y2Ba τgydF4y2Ba xgydF4y2Ba zgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba ⋯gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 66年gydF4y2Ba 可以由以下公式计算:gydF4y2Ba (8)gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba βgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba βgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba υgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 22gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba βgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba βgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba υgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba υgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba EgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba −gydF4y2Ba υgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba =gydF4y2Ba −gydF4y2Ba υgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba −gydF4y2Ba υgydF4y2Ba EgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 23gydF4y2Ba =gydF4y2Ba −gydF4y2Ba υgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba −gydF4y2Ba υgydF4y2Ba EgydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 33gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 44gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba GgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba GgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 45gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba βgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 55gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba GgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba GgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 36gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba υgydF4y2Ba EgydF4y2Ba −gydF4y2Ba υgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba βgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 16gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba EgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba υgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba βgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 26gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba EgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba υgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba βgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 66年gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba υgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba EgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

2.3。横向各向同性的热力学约束常数gydF4y2Ba

使岩石应变能积极的在这个实验中,5横向各向同性岩石的弹性参数应符合相关的不等式的热机械约束,这表示如下(gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba]:gydF4y2Ba (9)gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba >gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ≤gydF4y2Ba υgydF4y2Ba ≤gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba −gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba −gydF4y2Ba υgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ≤gydF4y2Ba υgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba ≤gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba −gydF4y2Ba υgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

3所示。横向各向同性板岩试样的弹性参数gydF4y2Ba

弹性模量、泊松比和单轴抗压强度值的汽缸石板直径50毫米,高度是100毫米与不同层面的角度(0°、30°、45°、70°、80°和90°),可得到单轴压缩试验使用无机器,如表所示gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

弹性模量、泊松比和单轴抗压强度。gydF4y2Ba

βgydF4y2Ba(°)gydF4y2Ba 标本gydF4y2Ba 抗压强度(MPa)gydF4y2Ba 抗压强度的平均值(MPa)gydF4y2Ba 弹性模量(MPa)gydF4y2Ba 弹性模量的平均值(MPa)gydF4y2Ba 泊松比的平均值gydF4y2Ba
μgydF4y2Ba xgydF4y2Ba zgydF4y2Ba μgydF4y2Ba ygydF4y2Ba zgydF4y2Ba
0°gydF4y2Ba 0 - 1gydF4y2Ba 70.08gydF4y2Ba 74.79gydF4y2Ba 36.67gydF4y2Ba 38.38gydF4y2Ba 0.19gydF4y2Ba 0.19gydF4y2Ba
0 - 2gydF4y2Ba 63.86gydF4y2Ba 41.02gydF4y2Ba
0 - 3gydF4y2Ba 90.43gydF4y2Ba 37.45gydF4y2Ba
30°gydF4y2Ba 1 - 1gydF4y2Ba 35.56gydF4y2Ba 32.21gydF4y2Ba 25.00gydF4y2Ba 23.00gydF4y2Ba 0.20gydF4y2Ba 0.21gydF4y2Ba
1 - 2gydF4y2Ba 30.45gydF4y2Ba 23.45gydF4y2Ba
1 - 3gydF4y2Ba 30.65gydF4y2Ba 20.55gydF4y2Ba
45°gydF4y2Ba 2 - 1gydF4y2Ba 32.45gydF4y2Ba 24.96gydF4y2Ba 25.56gydF4y2Ba 21.77gydF4y2Ba 0.23gydF4y2Ba 0.20gydF4y2Ba
2 - 2gydF4y2Ba 20.56gydF4y2Ba 19.00gydF4y2Ba
2 - 3gydF4y2Ba 21.87gydF4y2Ba 20.75gydF4y2Ba
70°gydF4y2Ba 3 - 1gydF4y2Ba 30.20gydF4y2Ba 27.00gydF4y2Ba 20.38gydF4y2Ba 23.98gydF4y2Ba 0.22gydF4y2Ba 0.24gydF4y2Ba
3 - 2gydF4y2Ba 28.37gydF4y2Ba 24.38gydF4y2Ba
3 - 3gydF4y2Ba 22.43gydF4y2Ba 27.18gydF4y2Ba
80°gydF4y2Ba 4 - 1gydF4y2Ba 56.36gydF4y2Ba 63.39gydF4y2Ba 30.55gydF4y2Ba 32.96gydF4y2Ba 0.30gydF4y2Ba 0.18gydF4y2Ba
4 - 2gydF4y2Ba 67.85gydF4y2Ba 32.89gydF4y2Ba
4 - 3gydF4y2Ba 65.96gydF4y2Ba 35.44gydF4y2Ba
90°gydF4y2Ba 5 - 1gydF4y2Ba 71.16gydF4y2Ba 70.50gydF4y2Ba 42.22gydF4y2Ba 41.85gydF4y2Ba 0.25gydF4y2Ba 0.23gydF4y2Ba
5 - 2gydF4y2Ba 69.39gydF4y2Ba 42.74gydF4y2Ba
5 - 3gydF4y2Ba 70.95gydF4y2Ba 40.59gydF4y2Ba

根据岩石力学的翻译Milou和常数之间的关系在合规矩阵和岩石的弹性常数,可以获得以下关系(gydF4y2Ba 16gydF4y2Ba]:gydF4y2Ba (10)gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba zgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba βgydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba βgydF4y2Ba EgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba νgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 如果gydF4y2Ba ngydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba νgydF4y2Ba xgydF4y2Ba zgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba =gydF4y2Ba −gydF4y2Ba εgydF4y2Ba xgydF4y2Ba εgydF4y2Ba zgydF4y2Ba =gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba νgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba +gydF4y2Ba νgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba νgydF4y2Ba ygydF4y2Ba zgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba =gydF4y2Ba −gydF4y2Ba εgydF4y2Ba ygydF4y2Ba εgydF4y2Ba zgydF4y2Ba =gydF4y2Ba νgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba νgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba −gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba xgydF4y2Ba ygydF4y2Ba ′gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba GgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba νgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba xgydF4y2Ba zgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba GgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba νgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ygydF4y2Ba zgydF4y2Ba ′gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba νgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba −gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 罪gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 因为gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba βgydF4y2Ba +gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba GgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba νgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 弹性模量和泊松比的石板床上用品90°角,分别;gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba νgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 弹性模量和泊松比的石板床上用品0°角,分别;和gydF4y2Ba EgydF4y2Ba βgydF4y2Ba 板岩的弹性模量gydF4y2Ba βgydF4y2Ba床上用品角。gydF4y2Ba

石板的某个角之间的横向各向同性平面,水平面,gydF4y2Ba GgydF4y2Ba xgydF4y2Ba ygydF4y2Ba ,gydF4y2Ba GgydF4y2Ba xgydF4y2Ba zgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ygydF4y2Ba zgydF4y2Ba 三个正交方向的板岩试样可以得到方程(gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba),表中列出gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba。横向各向同性和加载方向的基础上,我们选择gydF4y2Ba GgydF4y2Ba xgydF4y2Ba zgydF4y2Ba 板岩试样的剪切模量的计算其断裂韧性。gydF4y2Ba

剪切模量的板岩岩石标本在不同的角度。gydF4y2Ba

βgydF4y2Ba 0°gydF4y2Ba 30°gydF4y2Ba 45°gydF4y2Ba 70°gydF4y2Ba 80°gydF4y2Ba 90°gydF4y2Ba
GgydF4y2Ba xgydF4y2Ba ygydF4y2Ba 16.89gydF4y2Ba 13.20gydF4y2Ba 8.38gydF4y2Ba 6.05gydF4y2Ba 5.69gydF4y2Ba 5.57gydF4y2Ba
GgydF4y2Ba xgydF4y2Ba zgydF4y2Ba 5.57gydF4y2Ba 8.38gydF4y2Ba 8.70gydF4y2Ba 13.65gydF4y2Ba 15.96gydF4y2Ba 16.89gydF4y2Ba
GgydF4y2Ba ygydF4y2Ba zgydF4y2Ba 5.57gydF4y2Ba 13.05gydF4y2Ba 16.68gydF4y2Ba 7.69gydF4y2Ba 5.68gydF4y2Ba 16.89gydF4y2Ba
4所示。板岩试样的层理之间的关系角度,单轴抗压强度和弹性模量gydF4y2Ba

一层的层状岩石,其床上用品角度对其破坏性的实力有很大的影响。的石板在这个实验中,它可以被认为是横向各向同性本构模型只有一组平行织品与不同角度加载。我们可以获得相关法律层面角度之间的板岩试样单轴抗压强度和弹性模量的表gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba,它可以表示如图gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba,从中我们可以知道,床上用品的角度有很大影响的单轴抗压强度和弹性模量的石板。更重要的是,单轴压缩和弹性模量的增加增加然后减少gydF4y2Ba βgydF4y2Ba角度和曲线显示一个“U”型关系。结果表明,当gydF4y2Ba βgydF4y2Ba石板是45°角,其单轴压缩和弹性模量是最小的。因此,最有可能被损坏时,床上用品石板是45°角。gydF4y2Ba

之间的关系gydF4y2Ba βgydF4y2Ba角度和抗压强度和弹性模量。gydF4y2Ba

 5。双扭法gydF4y2Ba 5.1。双扭力测试的原则gydF4y2Ba

双扭标本首次采用威廉姆斯和埃文斯(gydF4y2Ba 17gydF4y2Ba]决定玻璃和陶瓷的断裂特性,如图所示gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba。自1977年以来,Ciccotti et al。gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba),Saadaoui et al。gydF4y2Ba 19gydF4y2Ba],奈良和金子gydF4y2Ba 20.gydF4y2Ba它适用于岩石的研究。双扭标本可以假定为两个弹性扭力杆,每个横截面是长方形的。gydF4y2Ba

双扭转试样的示意图:(一)标本平面;(b)“V”风格的削减示意图;(c)裂纹增长。gydF4y2Ba

对于小变形,当扭力杆的宽度远远大于扭力杆的厚度,扭转应变可以由以下方程计算(gydF4y2Ba 21gydF4y2Ba]:gydF4y2Ba (11)gydF4y2Ba θgydF4y2Ba ≅gydF4y2Ba ygydF4y2Ba wgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba ≅gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba wgydF4y2Ba tgydF4y2Ba 3gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 是转矩gydF4y2Ba PgydF4y2Ba wgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba PgydF4y2Ba 扭力杆上的应用负载,gydF4y2Ba GgydF4y2Ba 岩石的剪切模量,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 裂纹长度,gydF4y2Ba tgydF4y2Ba 是试样厚度,gydF4y2Ba wgydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 扭力杆的宽度gydF4y2Ba wgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 的长度是扭曲的手臂,和方程(gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba)可以写成gydF4y2Ba (12)gydF4y2Ba ygydF4y2Ba pgydF4y2Ba ≅gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba wgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba wgydF4y2Ba tgydF4y2Ba 3gydF4y2Ba GgydF4y2Ba ≅gydF4y2Ba CgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 双扭试件的弹性柔量。裂纹应变能释放率之间的关系gydF4y2Ba ggydF4y2Ba 和标本的灵活性满足以下关系:gydF4y2Ba (13)gydF4y2Ba ggydF4y2Ba =gydF4y2Ba pgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba dgydF4y2Ba CgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba =gydF4y2Ba pgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba tgydF4y2Ba ngydF4y2Ba dgydF4y2Ba CgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 的面积是裂纹和gydF4y2Ba tgydF4y2Ba ngydF4y2Ba 是平面的厚度,裂纹的存在。双扭标本,应变能释放率可以被定义为gydF4y2Ba (14)gydF4y2Ba ggydF4y2Ba =gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba pgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba wgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba wgydF4y2Ba tgydF4y2Ba 3gydF4y2Ba tgydF4y2Ba ngydF4y2Ba GgydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

基于应力强度因子之间的关系gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 和应变能释放率gydF4y2Ba ggydF4y2Ba 和弹性模量之间的关系gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 和剪切模量gydF4y2Ba GgydF4y2Ba 很多研究已经完成,如曹et al。gydF4y2Ba 22gydF4y2Ba),安德烈亚斯et al。gydF4y2Ba 23gydF4y2Ba),Ciccotti et al。gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba,gydF4y2Ba 24gydF4y2Ba),和赵et al。gydF4y2Ba 25gydF4y2Ba]。介绍了应力强度因子。gydF4y2Ba (15)gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba =gydF4y2Ba PgydF4y2Ba wgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba wgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 3gydF4y2Ba dgydF4y2Ba ngydF4y2Ba GgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

当负载gydF4y2Ba PgydF4y2Ba 达到一个临界值gydF4y2Ba PgydF4y2Ba CgydF4y2Ba 标本,裂纹迅速增长,gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 达到一个临界值gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba ,如下所示:gydF4y2Ba (16)gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba =gydF4y2Ba PgydF4y2Ba CgydF4y2Ba wgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba wgydF4y2Ba dgydF4y2Ba 3gydF4y2Ba dgydF4y2Ba ngydF4y2Ba GgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

测试表明,合规变化率可以通过位移变化率与给定负载或负载变化率与给定的位移。在恒定位移条件下,通过方程的导数(gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba),它可以获得gydF4y2Ba (17)gydF4y2Ba dgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba dgydF4y2Ba tgydF4y2Ba =gydF4y2Ba −gydF4y2Ba wgydF4y2Ba tgydF4y2Ba 3gydF4y2Ba EgydF4y2Ba ygydF4y2Ba 6gydF4y2Ba wgydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba pgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba υgydF4y2Ba dgydF4y2Ba pgydF4y2Ba dgydF4y2Ba tgydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

方程(gydF4y2Ba 17gydF4y2Ba)表明,如果样本的大小和位移已知,亚临界裂纹增长速度与载荷松弛率与给定位移状态。gydF4y2Ba

 5.2。双扭的应力强度因子和裂纹速度的方法gydF4y2Ba

应力强度因子是独立于裂纹长度在这项研究中,和双扭力测试时方便使用不透明的材料,如岩石的裂纹长度测量不方便。有三个方法来获得双裂纹速度扭力测试,每一个都有不同的加载过程。李等人所使用的恒定负载方法的原始双扭力试验(gydF4y2Ba 26gydF4y2Ba]。其他两个方法是恒位移速率和恒位移载荷松弛法,介绍了由埃文斯(gydF4y2Ba 27gydF4y2Ba]。恒位移载荷松弛法,装载点的位移是在实验期间保持不变,负载测量松弛裂纹增长。因为应力强度因子的功能加载和裂纹扩展率是时间的函数加载和加载速率的降低,应力强度因子之间的关系和裂纹增长率可以获得广泛的负载使用单一实验运行。出于这个原因,采用恒定位移载荷松弛法。gydF4y2Ba

 5.3。实验gydF4y2Ba 5.3.1。样品制备gydF4y2Ba

石板不同层面的角度(0°30°、45°、70°、80°和90°)被加工为一个矩形板双扭标本的标准尺寸gydF4y2Ba 180年gydF4y2Ba 毫米gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 60gydF4y2Ba 毫米gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 毫米gydF4y2Ba 和width-to-thickness比15:1 ~ 12:1。有一个纵向槽底部表面,这是1毫米宽gydF4y2Ba tgydF4y2Ba /gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 在深度,一个等级被切断。的裂纹前缘进行直线从加工开始最初的切口和指导下侧槽从而产生一个放松的负载。平行误差之间的顶面和底面的标本是小于0.025毫米。列出了力学参数表gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

标本力学参数。gydF4y2Ba

βgydF4y2Ba 数量的样品gydF4y2Ba 抗压强度(MPa)gydF4y2Ba 弹性模量(GPa)gydF4y2Ba μgydF4y2Ba xgydF4y2Ba zgydF4y2Ba μgydF4y2Ba ygydF4y2Ba zgydF4y2Ba
0°gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 74.79gydF4y2Ba 38.38gydF4y2Ba 0.19gydF4y2Ba 0.19gydF4y2Ba
30°gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 32.21gydF4y2Ba 23.00gydF4y2Ba 0.20gydF4y2Ba 0.21gydF4y2Ba
45°gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 24.96gydF4y2Ba 21.77gydF4y2Ba 0.23gydF4y2Ba 0.20gydF4y2Ba
70°gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 27.00gydF4y2Ba 23.98gydF4y2Ba 0.22gydF4y2Ba 0.24gydF4y2Ba
80°gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 63.39gydF4y2Ba 32.96gydF4y2Ba 0.30gydF4y2Ba 0.18gydF4y2Ba
90°gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 70.50gydF4y2Ba 41.85gydF4y2Ba 0.25gydF4y2Ba 0.23gydF4y2Ba
5.3.2。实验的程序gydF4y2Ba

恒位移载荷松弛法只需要监控负载随时间的减少测量的应力强度因子gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 和亚临界裂纹增长速度gydF4y2Ba VgydF4y2Ba ,无论裂纹长度测量。双扭力试验处理使用MTS洞察机测试中心的中南大学。首先,板岩试样应precracked获得合理gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 和gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 数据(gydF4y2Ba 28gydF4y2Ba,gydF4y2Ba 29日gydF4y2Ba],precrack速度是0.05毫米/分钟。加载时曲线的典型标本precrack图所示gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba。其次,precracked标本在5毫米/分钟加载位移速度在恒定位移载荷松弛测试(gydF4y2Ba 19gydF4y2Ba]。然后,板岩试样的位移是保持不变,当负载出现95%的precrack负载和放松测试完成(gydF4y2Ba 30.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba 31日gydF4y2Ba]。加载时的数据记录,直到负载放松稳定。加载时曲线和位移时间曲线的典型样本数据所示gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba和gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba,分别。gydF4y2Ba

加载时曲线precrack的典型标本。gydF4y2Ba

加载时曲线的典型标本。gydF4y2Ba

位移时间曲线的典型标本。gydF4y2Ba

precracked标本在20毫米/分钟加载位移速度在断裂韧性gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 测试和临界载荷gydF4y2Ba PgydF4y2Ba CgydF4y2Ba 被记录。的断裂韧性gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 可以通过方程(地级)。典型的标本的加载时曲线测试gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 如图gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

 5.3.3。结果和分析gydF4y2Ba

(1)在横向各向同性石板KI-V关系gydF4y2Ba。基于双扭力测试数据,亚临界裂纹增长速度之间的关系gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 和应力强度因子gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 可以通过方程(gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba)和(gydF4y2Ba 17gydF4y2Ba)。根据查尔斯理论(gydF4y2Ba 32gydF4y2Ba),分析了亚临界裂纹增长速度之间的关系gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 和应力强度因子gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ,一个可以使用的双对数线性函数空间,和他们gydF4y2Ba lggydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba lggydF4y2Ba VgydF4y2Ba 在对数坐标点坐标数据所示gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba。gydF4y2Ba lggydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba lggydF4y2Ba VgydF4y2Ba 数据回归出如下:gydF4y2Ba (18)gydF4y2Ba lggydF4y2Ba VgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba +gydF4y2Ba bgydF4y2Ba lggydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 拟合系数。gydF4y2Ba

lggydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba lggydF4y2Ba VgydF4y2Ba 曲线板岩试样的0°层理的角度。gydF4y2Ba

lggydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba lggydF4y2Ba VgydF4y2Ba 曲线的石板标本30°层理的角度。gydF4y2Ba

lggydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba lggydF4y2Ba VgydF4y2Ba 曲线板岩试样的45°层理的角度。gydF4y2Ba

lggydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba lggydF4y2Ba VgydF4y2Ba 板岩试样的曲线70°层理的角。gydF4y2Ba

lggydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba lggydF4y2Ba VgydF4y2Ba 板岩试样的曲线80°层理的角。gydF4y2Ba

lggydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba lggydF4y2Ba VgydF4y2Ba 板岩试样的曲线90°层理的角。gydF4y2Ba

之间的幂函数关系gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 和gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 被定义为gydF4y2Ba (19)gydF4y2Ba VgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ngydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba ngydF4y2Ba 拟合系数。gydF4y2Ba

表gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba显示每个标本的亚临界裂纹扩展参数。研究岩石渗流和稳定时间效应必须基于gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 和的关系gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba VgydF4y2Ba ,从断裂力学的角度来看,这些参数为进一步的研究提供基本信息获得岩土工程渗流和时间稳定。gydF4y2Ba

亚临界裂纹增长的参数。gydF4y2Ba

βgydF4y2Ba 样品没有。gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba ngydF4y2Ba
0°gydF4y2Ba 0 - 1gydF4y2Ba 1.213gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 39gydF4y2Ba 67.010gydF4y2Ba
0 - 2gydF4y2Ba 2.333gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 65年gydF4y2Ba 116.891gydF4y2Ba
0 - 3gydF4y2Ba 4.775gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 38gydF4y2Ba 61.588gydF4y2Ba
30°gydF4y2Ba 1 - 1gydF4y2Ba 2.009gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 36gydF4y2Ba 55.534gydF4y2Ba
1 - 2gydF4y2Ba 1.780gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 35gydF4y2Ba 58.644gydF4y2Ba
1 - 3gydF4y2Ba 1.982gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 34gydF4y2Ba 60.495gydF4y2Ba
45°gydF4y2Ba 2 - 1gydF4y2Ba 1.984gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 35gydF4y2Ba 59.552gydF4y2Ba
2 - 2gydF4y2Ba 1.992gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 34gydF4y2Ba 61.504gydF4y2Ba
2 - 3gydF4y2Ba 1.935gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 33gydF4y2Ba 65.532gydF4y2Ba
70°gydF4y2Ba 3 - 1gydF4y2Ba 1.387gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 55.743gydF4y2Ba
3 - 3gydF4y2Ba 2.089gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 56.700gydF4y2Ba
80°gydF4y2Ba 4 - 1gydF4y2Ba 1.986gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba 68.185gydF4y2Ba
4 - 2gydF4y2Ba 1.849gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 17gydF4y2Ba 68.185gydF4y2Ba
4 - 3gydF4y2Ba 4.764gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 20.gydF4y2Ba 79.710gydF4y2Ba
90°gydF4y2Ba 5 - 1gydF4y2Ba 3.972gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 17gydF4y2Ba 84.615gydF4y2Ba
5 - 2gydF4y2Ba 3.656gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba 92.064gydF4y2Ba
5 - 3gydF4y2Ba 3.622gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba 81.102gydF4y2Ba

(2)断裂韧性(KIC)和不同层面角度的石板的阈值gydF4y2Ba。根据测试数据,断裂韧性(gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba )可以通过方程(gydF4y2Ba 16gydF4y2Ba),如表所示gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

断裂韧性gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 测试值(MN·mgydF4y2Ba3/2gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

βgydF4y2Ba 样品没有。gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 平均gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba
0°gydF4y2Ba 0 - 1gydF4y2Ba 4.14gydF4y2Ba 4.21gydF4y2Ba
0 - 2gydF4y2Ba 4.25gydF4y2Ba
0 - 3gydF4y2Ba 4.24gydF4y2Ba
30°gydF4y2Ba 1 - 1gydF4y2Ba 3.15gydF4y2Ba 3.02gydF4y2Ba
1 - 2gydF4y2Ba 3.00gydF4y2Ba
1 - 3gydF4y2Ba 2.91gydF4y2Ba
45°gydF4y2Ba 2 - 1gydF4y2Ba 2.60gydF4y2Ba 2.65gydF4y2Ba
2 - 2gydF4y2Ba 2.72gydF4y2Ba
2 - 3gydF4y2Ba 2.63gydF4y2Ba
70°gydF4y2Ba 3 - 1gydF4y2Ba 2.92gydF4y2Ba 2.79gydF4y2Ba
3 - 3gydF4y2Ba 2.66gydF4y2Ba
80°gydF4y2Ba 4 - 1gydF4y2Ba 2.55gydF4y2Ba 2.81gydF4y2Ba
4 - 2gydF4y2Ba 3.00gydF4y2Ba
4 - 3gydF4y2Ba 2.88gydF4y2Ba
90°gydF4y2Ba 5 - 1gydF4y2Ba 3.15gydF4y2Ba 2.95gydF4y2Ba
5 - 2gydF4y2Ba 2.90gydF4y2Ba
5 - 3gydF4y2Ba 2.80gydF4y2Ba

通常情况下,在测试过程中岩石的亚临界裂纹增长率,随着裂纹的扩张,裂纹尖端的应力强度因子减少和裂纹扩展速度降低。当接近亚临界裂纹扩展门槛值时,裂纹扩展速率是难以衡量gydF4y2Ba 21gydF4y2Ba]。如磐石般坚韧的材料,之前的人员没有检测阈值,。当威尔金斯的研究花岗岩的亚临界裂纹扩展,他仍然没有发现阈值(gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 10)的扩张速度gydF4y2Ba-12年gydF4y2Ba米/秒(gydF4y2Ba 17gydF4y2Ba]。在这个实验中,最低的亚临界裂纹扩展速度是10gydF4y2Ba5gydF4y2Ba到10gydF4y2Ba6gydF4y2Ba。从的角度工程意义,它可以认为裂纹增长已经停止。在本文中,最低的亚临界裂纹扩展速度被认为是停滞的裂纹扩展速度表所示gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba。根据方程(gydF4y2Ba 19gydF4y2Ba),应力强度因子gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 可以获得与裂纹扩展作为阈值gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ,如表所示gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

停滞的速度。gydF4y2Ba

参数gydF4y2Ba 停滞的速度gydF4y2Ba
0°gydF4y2Ba 4.01671gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba
30°gydF4y2Ba 5.87673gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba
45°gydF4y2Ba 3.93884gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba
70°gydF4y2Ba 3.04077gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba
80°gydF4y2Ba 1.05808gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba
90°gydF4y2Ba 1.36032gydF4y2Ba ×gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba

阈值gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

βgydF4y2Ba 样品没有。gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba
0°gydF4y2Ba 0 - 1gydF4y2Ba 3.268gydF4y2Ba 0.789gydF4y2Ba
0 - 2gydF4y2Ba 3.331gydF4y2Ba 0.784gydF4y2Ba
0 - 3gydF4y2Ba 3.239gydF4y2Ba 0.764gydF4y2Ba
平均gydF4y2Ba 3.279gydF4y2Ba 0.779gydF4y2Ba
30°gydF4y2Ba 1 - 1gydF4y2Ba 2.218gydF4y2Ba 0.704gydF4y2Ba
1 - 2gydF4y2Ba 2.218gydF4y2Ba 0.739gydF4y2Ba
1 - 3gydF4y2Ba 2.621gydF4y2Ba 0.901gydF4y2Ba
平均gydF4y2Ba 2.352gydF4y2Ba 0.781gydF4y2Ba
45°gydF4y2Ba 2 - 1gydF4y2Ba 1.348gydF4y2Ba 0.518gydF4y2Ba
2 - 2gydF4y2Ba 1.440gydF4y2Ba 0.529gydF4y2Ba
2 - 3gydF4y2Ba 1.345gydF4y2Ba 0.511gydF4y2Ba
平均gydF4y2Ba 1.378gydF4y2Ba 0.520gydF4y2Ba
70°gydF4y2Ba 3 - 1gydF4y2Ba 1.548gydF4y2Ba 0.530gydF4y2Ba
3 - 3gydF4y2Ba 1.713gydF4y2Ba 0.618gydF4y2Ba
平均gydF4y2Ba 1.631gydF4y2Ba 0.574gydF4y2Ba
80°gydF4y2Ba 4 - 1gydF4y2Ba 1.838gydF4y2Ba 0.686gydF4y2Ba
4 - 2gydF4y2Ba 1.638gydF4y2Ba 0.642gydF4y2Ba
4 - 3gydF4y2Ba 2.016gydF4y2Ba 0.672gydF4y2Ba
平均gydF4y2Ba 1.838gydF4y2Ba 0.661gydF4y2Ba
90°gydF4y2Ba 5 - 1gydF4y2Ba 2.391gydF4y2Ba 0.759gydF4y2Ba
5 - 2gydF4y2Ba 2.240gydF4y2Ba 0.772gydF4y2Ba
5 - 3gydF4y2Ba 2.166gydF4y2Ba 0.774gydF4y2Ba
平均gydF4y2Ba 2.266gydF4y2Ba 0.768gydF4y2Ba

(3)断裂韧性之间的关系和石板床角gydF4y2Ba。床上用品角度之间的关系(gydF4y2Ba βgydF4y2Ba)和断裂韧性(gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba )可以获得,如图gydF4y2Ba 14gydF4y2Ba。很明显,基本的关系可以表示为gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.00043gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 0.05gydF4y2Ba βgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 4.19gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba RgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.97gydF4y2Ba ,我们可以看到,断裂韧性增加然后减少的增加gydF4y2Ba βgydF4y2Ba角度和曲线显示一个“U”型关系;结果可以反映的变化规律gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 的增加gydF4y2Ba βgydF4y2Ba角度,与理论结果一致。断裂韧性是一个重要的参数来描述岩石抵抗裂纹萌生和传播。这个实验表明,当床上用品石板是45°角,其断裂韧性是最小的;这意味着其抵抗裂纹扩展的能力很小,这是最有可能加载期间损坏。gydF4y2Ba

断裂韧性和之间的关系gydF4y2Ba βgydF4y2Ba角。gydF4y2Ba

(4)阈值和层理之间的关系角度的石板gydF4y2Ba。图gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba显示之间的关系gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba βgydF4y2Ba角度对不同层面角度的石板。最基本的关系是gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.00055gydF4y2Ba βgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 0.063gydF4y2Ba βgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 3.369gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba RgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0.96gydF4y2Ba 。根据图gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba,发现阈值(gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba )降低然后随着的增加而增加gydF4y2Ba βgydF4y2Ba角。因为不同的层面角度对应于不同的阈值,我们可以知道石板标本的阈值有明显的各向异性。当床上用品石板是45°角,其阈值很小;这意味着当板岩试样在一定的负荷下,裂纹萌生和扩展最有可能发生,这可能会导致板岩试样失败。gydF4y2Ba

阈值和之间的关系gydF4y2Ba βgydF4y2Ba角。gydF4y2Ba

 6。结论gydF4y2Ba

横向各向同性弹性参数和不同层面的亚临界扩展角板岩试样进行了研究,以及一系列的单轴压缩试验和双扭力常数位移载荷松弛方法进行。基于这项研究可以得出以下结论:gydF4y2Ba

基于板岩试样弹性参数得到的单轴压缩试验和双扭力测试,很明显,石板明显横向各向同性gydF4y2Ba

i型应力强度因子的关系gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba 与亚临界裂纹增长速度gydF4y2Ba VgydF4y2Ba 和断裂韧性gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 双扭力常数得到的位移载荷松弛法;阈值被计算。计算结果表明,gydF4y2Ba lggydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba lggydF4y2Ba VgydF4y2Ba 关系不同的层理角石板标本测量是按照线性规则,他们与查尔斯的协议理论gydF4y2Ba

阈值gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 的亚临界裂纹扩展了从工程应用的角度。在这个实验中,的范围gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba /gydF4y2Ba KgydF4y2Ba 我gydF4y2Ba CgydF4y2Ba 为这些不同的层理角石板从0.511到0.789,最低的亚临界裂纹扩展速度的不同层理角石板在10的顺序gydF4y2Ba5gydF4y2Ba到10gydF4y2Ba6gydF4y2Ba

板岩的层理角有一个不可避免的对其力学性能的影响。单轴压缩、断裂韧性和阈值降低的增加而增加gydF4y2Ba βgydF4y2Ba角度和曲线是u型的关系。它也观察到当gydF4y2Ba βgydF4y2Ba石板是45°角,其断裂韧性是最小的。因此,裂纹萌生和裂纹扩展生成加载下,导致石板的失败gydF4y2Ba

数据可用性gydF4y2Ba

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。gydF4y2Ba

 的利益冲突gydF4y2Ba

作者宣称他们没有竞争的经济利益或个人关系可能出现影响工作报告。gydF4y2Ba

 确认gydF4y2Ba

本文收到资助项目(51979293)由中国国家自然科学基金的支持。作者希望承认这种支持。gydF4y2Ba

 王gydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba 李gydF4y2Ba J。gydF4y2Ba 王gydF4y2Ba C。gydF4y2Ba 在亚临界裂纹扩展试验研究横观各向同性岩石gydF4y2Ba 中南大学学报(科技)gydF4y2Ba 2017年gydF4y2Ba 48gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba 1607年gydF4y2Ba 1614年gydF4y2Ba HakalagydF4y2Ba M。gydF4y2Ba KuulagydF4y2Ba H。gydF4y2Ba 哈德逊gydF4y2Ba j . A。gydF4y2Ba 估算横各向同性弹性完整岩石地应力测量数据简化属性:一个案例研究的奥尔云母片麻岩,芬兰gydF4y2Ba 国际岩石力学和采矿科学杂志》上gydF4y2Ba 2007年gydF4y2Ba 44gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 14gydF4y2Ba 46gydF4y2Ba 10.1016 / j.ijrmms.2006.04.003gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 33750321918gydF4y2Ba 谢gydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba 林gydF4y2Ba H。gydF4y2Ba 程ydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 勇gydF4y2Ba R。gydF4y2Ba 熊gydF4y2Ba W。gydF4y2Ba 杜gydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba 关节的损伤本构模型的剪切行为基于屈服点的决心gydF4y2Ba 国际岩石力学和采矿科学杂志》上gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 128年gydF4y2Ba 104269年gydF4y2Ba 10.1016 / j.ijrmms.2020.104269gydF4y2Ba 杨gydF4y2Ba S.-Q。gydF4y2Ba 阴gydF4y2Ba P.-F。gydF4y2Ba 李gydF4y2Ba B。gydF4y2Ba 杨gydF4y2Ba D.-S。gydF4y2Ba 横向各向同性行为页岩中观察到三轴测试和巴西盘测试gydF4y2Ba 国际岩石力学和采矿科学杂志》上gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 133年gydF4y2Ba 104435年gydF4y2Ba 10.1016 / j.ijrmms.2020.104435gydF4y2Ba 装货gydF4y2Ba P。gydF4y2Ba 建模失败cross-anisotropic摩擦材料gydF4y2Ba 国际期刊的固体和结构gydF4y2Ba 2007年gydF4y2Ba 44gydF4y2Ba 16gydF4y2Ba 5146年gydF4y2Ba 5162年gydF4y2Ba 10.1016 / j.ijsolstr.2006.12.027gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 33947640464gydF4y2Ba 林gydF4y2Ba H。gydF4y2Ba 谢gydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba 勇gydF4y2Ba R。gydF4y2Ba 程ydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 杜gydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba 岩石节理剪切的实证统计本构关系考虑规模效应gydF4y2Ba 政府建筑渲染MecaniquegydF4y2Ba 2019年gydF4y2Ba 347年gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba 561年gydF4y2Ba 575年gydF4y2Ba 10.1016 / j.crme.2019.08.001gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 85071652628gydF4y2Ba 周gydF4y2Ba X。gydF4y2Ba 李gydF4y2Ba J。gydF4y2Ba 林gydF4y2Ba H。gydF4y2Ba 分析已有的空腔内部应力分布和力学特征在脆性岩石三轴循环加载gydF4y2Ba 地球科学前沿gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba 10.3389 / feart.2020.00033gydF4y2Ba 周gydF4y2Ba X.-P。gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba J.-Z。gydF4y2Ba 黄gydF4y2Ba l . n Y。gydF4y2Ba 实验研究在增长、聚结和包装3 d cross-embedded缺陷在单轴压缩下的行为gydF4y2Ba 岩石力学和岩石工程gydF4y2Ba 2018年gydF4y2Ba 51gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 1379年gydF4y2Ba 1400年gydF4y2Ba 10.1007 / s00603 - 018 - 1406 - 4gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 85040658475gydF4y2Ba 曹gydF4y2Ba R。gydF4y2Ba 姚gydF4y2Ba R。gydF4y2Ba 孟gydF4y2Ba J。gydF4y2Ba 林gydF4y2Ba Q。gydF4y2Ba 林gydF4y2Ba H。gydF4y2Ba 李gydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba 非持久连接的失效机理如磐石般坚韧的试样在单轴加载:实验室测试gydF4y2Ba 国际岩石力学和采矿科学杂志》上gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 132年gydF4y2Ba 104341年gydF4y2Ba 10.1016 / j.ijrmms.2020.104341gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba F。gydF4y2Ba 王gydF4y2Ba X。gydF4y2Ba 陆gydF4y2Ba J。gydF4y2Ba 翻译gydF4y2Ba 断裂力学gydF4y2Ba 1981年gydF4y2Ba 北京gydF4y2Ba 中国建筑与建筑出版社gydF4y2Ba 周gydF4y2Ba X。gydF4y2Ba 程gydF4y2Ba H。gydF4y2Ba 冯gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 裂纹合并行为的实验研究如磐石般坚韧的材料单轴压缩下包含多个缺陷gydF4y2Ba 岩石力学和岩石工程gydF4y2Ba 2013年gydF4y2Ba 47gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba 1961年gydF4y2Ba 1986年gydF4y2Ba 刘gydF4y2Ba G。gydF4y2Ba 蔡gydF4y2Ba M。gydF4y2Ba 建模时间脆性岩石的变形行为使用以粮食为基础的应力腐蚀的方法gydF4y2Ba 电脑和土工技术gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 118年gydF4y2Ba 103323年gydF4y2Ba 10.1016 / j.compgeo.2019.103323gydF4y2Ba 戈拉米gydF4y2Ba R。gydF4y2Ba RasouligydF4y2Ba V。gydF4y2Ba 机械和横向各向同性板的弹性性质gydF4y2Ba 岩石力学和岩石工程gydF4y2Ba 2014年gydF4y2Ba 47gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 1763年gydF4y2Ba 1773年gydF4y2Ba 10.1007 / s00603 - 013 - 0488 - 2gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 84907364100gydF4y2Ba 王gydF4y2Ba Z。gydF4y2Ba 宗庆后gydF4y2Ba Z。gydF4y2Ba 乔gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 李gydF4y2Ba W。gydF4y2Ba 横向各向同性岩石弹塑性模型gydF4y2Ba 国际地质力学杂志gydF4y2Ba 2018年gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 04017149gydF4y2Ba 10.1061 /(第3期)gm.1943 - 5622.0001070gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 85037693465gydF4y2Ba 来自AmadeigydF4y2Ba B。gydF4y2Ba 各向异性时的重要性,评估和测量岩石原位应力gydF4y2Ba 国际岩石力学和采矿科学和地质力学学报文摘gydF4y2Ba 1996年gydF4y2Ba 33gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 293年gydF4y2Ba 325年gydF4y2Ba 10.1016 / 0148 - 9062 (95)00062 - 3gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0029750840gydF4y2Ba MilougydF4y2Ba lgydF4y2Ba 岩石力学gydF4y2Ba 1981年gydF4y2Ba 北京gydF4y2Ba 中国煤炭工业出版社gydF4y2Ba 威廉姆斯gydF4y2Ba D。gydF4y2Ba 埃文斯gydF4y2Ba 一个。gydF4y2Ba 一个简单的方法,研究裂纹增长缓慢gydF4y2Ba 杂志的测试和评估gydF4y2Ba 1973年gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 264年gydF4y2Ba 270年gydF4y2Ba CiccottigydF4y2Ba M。gydF4y2Ba NegrigydF4y2Ba N。gydF4y2Ba GonzatogydF4y2Ba G。gydF4y2Ba MulargiagydF4y2Ba F。gydF4y2Ba 实际应用的一种改进方法双扭转载荷松弛法gydF4y2Ba 国际岩石力学和采矿科学杂志》上gydF4y2Ba 2001年gydF4y2Ba 38gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 569年gydF4y2Ba 576年gydF4y2Ba 10.1016 / s1365 - 1609 (01) 00019 - 3gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0035360931gydF4y2Ba SaadaouigydF4y2Ba M。gydF4y2Ba 雷诺gydF4y2Ba P。gydF4y2Ba FantozzigydF4y2Ba G。gydF4y2Ba PeronnetgydF4y2Ba F。gydF4y2Ba 卡斯帕gydF4y2Ba j . P。gydF4y2Ba 缓慢的裂纹扩展研究石膏使用双扭法gydF4y2Ba 陶瓷国际gydF4y2Ba 2000年gydF4y2Ba 26gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 435年gydF4y2Ba 439年gydF4y2Ba 10.1016 / s0272 - 8842 (99) 00078 - 4gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0033732197gydF4y2Ba 奈良gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 金子gydF4y2Ba K。gydF4y2Ba 安山岩的亚临界裂纹增长的研究使用双扭力测试gydF4y2Ba 国际岩石力学和采矿科学杂志》上gydF4y2Ba 2005年gydF4y2Ba 42gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 521年gydF4y2Ba 530年gydF4y2Ba 10.1016 / j.ijrmms.2005.02.001gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 18644370954gydF4y2Ba 肖gydF4y2Ba H。gydF4y2Ba Rheologic损伤三峡船闸高边坡的研究和分析现场测量变形gydF4y2Ba 中国岩石力学与工程学报gydF4y2Ba 1999年gydF4y2Ba 18gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 497年gydF4y2Ba 502年gydF4y2Ba 曹gydF4y2Ba P。gydF4y2Ba Jiang-tenggydF4y2Ba l . I。gydF4y2Ba 元gydF4y2Ba H.-p。gydF4y2Ba 测试的研究亚临界裂纹扩展速率和在不同的岩石断裂韧性gydF4y2Ba 中国有色金属协会的事务gydF4y2Ba 2006年gydF4y2Ba 16gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 709年gydF4y2Ba 713年gydF4y2Ba 10.1016 / s1003 - 6326 (06) 60126 - xgydF4y2Ba 2 - s2.0 - 33748457522gydF4y2Ba 安德烈亚斯gydF4y2Ba K。gydF4y2Ba 埃克哈特·gydF4y2Ba P。gydF4y2Ba JorggydF4y2Ba W。gydF4y2Ba 沃尔夫冈gydF4y2Ba B。gydF4y2Ba 人工智能的亚临界裂纹增长gydF4y2Ba2gydF4y2BaOgydF4y2Ba3gydF4y2Ba与亚微米晶粒尺寸gydF4y2Ba 欧洲陶瓷学会杂志》上gydF4y2Ba 2003年gydF4y2Ba 23gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 81年gydF4y2Ba 89年gydF4y2Ba CiccottigydF4y2Ba M。gydF4y2Ba GonzatogydF4y2Ba G。gydF4y2Ba MulargiagydF4y2Ba F。gydF4y2Ba 双扭加载配置断裂传播:一种改进load-relaxation恒定位移的方法gydF4y2Ba 国际岩石力学和采矿科学杂志》上gydF4y2Ba 2000年gydF4y2Ba 37gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba 1103年gydF4y2Ba 1113年gydF4y2Ba 10.1016 / s1365 - 1609 (00) 00045 - 9gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0034302279gydF4y2Ba 赵gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 廖gydF4y2Ba J。gydF4y2Ba 王gydF4y2Ba W。gydF4y2Ba 刘gydF4y2Ba Q。gydF4y2Ba 唐gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 断裂韧性的实验研究和亚临界裂纹增长三个岩石在不同环境gydF4y2Ba 国际地质力学杂志gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 20.gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba 04020128gydF4y2Ba 10.1061 /(第3期)gm.1943 - 5622.0001779gydF4y2Ba 李gydF4y2Ba K。gydF4y2Ba 程gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 阴gydF4y2Ba z Y。gydF4y2Ba 汉gydF4y2Ba D。gydF4y2Ba 孟gydF4y2Ba J。gydF4y2Ba 规模效应在横向各向同性岩石在巴西测试:实验室测试gydF4y2Ba 岩石力学和岩石工程gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 53gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba 2623年gydF4y2Ba 2642年gydF4y2Ba 10.1007 / s00603 - 020 - 02058 - 7gydF4y2Ba 埃文斯gydF4y2Ba 一个。gydF4y2Ba 评估的方法与时间有关的故障特征的脆性材料及其应用多晶氧化铝gydF4y2Ba 材料科学杂志gydF4y2Ba 1972年gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba 37gydF4y2Ba 46gydF4y2Ba AtiunsongydF4y2Ba B。gydF4y2Ba 断裂韧性田纳西州的砂岩和卡拉拉大理石使用双扭力测试方法gydF4y2Ba 国际岩石力学和采矿科学和地质力学学报文摘gydF4y2Ba 1979年gydF4y2Ba 16gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 49gydF4y2Ba 53gydF4y2Ba 10.1016 / 0148 - 9062 (79)90774 - 5gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0018433740gydF4y2Ba 周gydF4y2Ba X.-P。gydF4y2Ba 王gydF4y2Ba Y.-T。gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba J.-Z。gydF4y2Ba 刘gydF4y2Ba F.-N。gydF4y2Ba 压裂行为三位问题的研究标本由单轴压缩和三维数字图像相关:对脆性的敏感性gydF4y2Ba 岩石力学和岩石工程gydF4y2Ba 2019年gydF4y2Ba 52gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 691年gydF4y2Ba 718年gydF4y2Ba 10.1007 / s00603 - 018 - 1600 - 4gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 85053862026gydF4y2Ba CiccottigydF4y2Ba M。gydF4y2Ba NegrigydF4y2Ba N。gydF4y2Ba 天使gydF4y2Ba lgydF4y2Ba GonzatogydF4y2Ba G。gydF4y2Ba MulargiagydF4y2Ba F。gydF4y2Ba 斯特隆博利岛弹性和断裂参数的埃特纳火山,火山熔岩岩石gydF4y2Ba 火山和地热研究杂志》上gydF4y2Ba 2000年gydF4y2Ba 98年gydF4y2Ba 1 - 4gydF4y2Ba 209年gydF4y2Ba 217年gydF4y2Ba 10.1016 / s0377 - 0273 (99) 00154 - 7gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0033912842gydF4y2Ba EbrahimigydF4y2Ba m E。gydF4y2Ba 骑士gydF4y2Ba J。gydF4y2Ba FantozzigydF4y2Ba G。gydF4y2Ba 氧化铝陶瓷的慢速裂纹扩展行为gydF4y2Ba 材料研究学报gydF4y2Ba 2000年gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 142年gydF4y2Ba 147年gydF4y2Ba 10.1557 / JMR.2000.0024gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0033990017gydF4y2Ba LajtaigydF4y2Ba e . Z。gydF4y2Ba BielusgydF4y2Ba l . P。gydF4y2Ba 应力腐蚀开裂Lac du阀盖花岗岩的张力和压缩gydF4y2Ba 岩石力学和岩石工程gydF4y2Ba 1986年gydF4y2Ba 19gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 71年gydF4y2Ba 87年gydF4y2Ba 10.1007 / BF01042525gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 0022705049gydF4y2Ba