[发明专利]基于三点弯曲试验的岩石Ⅰ型裂纹扩展全过程检测方法

摘要

本发明公开一种基于三点弯曲试验的岩石Ⅰ型裂纹扩展全过程检测方法，其步骤如下：在三点弯曲试件中部预制一条Ⅰ型裂纹，在试件的指定分析区域进行喷射散斑处理，然后对其进行三点弯曲试验。同时，对指定分析区域进行全过程连续拍照，采集数字图像，通过分析，获得三点弯曲试件的指定分析区域试验全过程的水平拉应变ε_h。在试验后的三点弯曲试件上取芯，制作巴西劈裂圆盘试样，然后对其进行尖端式巴西劈裂试验，获得极限拉应变ε_T，将其与各个ε_h对比，获得三点弯曲试件Ⅰ型裂纹扩展全过程中各个位置的水平拉应变达到极限拉应变ε_T时的时间节点。根据第二强度准则，获得三点弯曲作用下岩石Ⅰ型裂纹的裂纹扩展全过程信息。本发明方法操作简易、试验结果精确。

主权项

1.一种基于三点弯曲试验的岩石Ⅰ型裂纹扩展全过程检测方法，其步骤如下：a.对被测试的工程岩体取样，制作三点弯曲试件（1），并在三点弯曲试件中部预制一条Ⅰ型裂纹（2）；所述Ⅰ型裂纹的裂纹面与试件长边垂直并位于长边中部；在试件的侧面Ⅰ型裂纹上方指定一个分析区域（4），对指定分析区域进行喷射散斑处理；b.将三点弯曲试件平整地放置于三点弯曲试验机上，使得Ⅰ型裂纹开口向下，对三点弯曲试件进行三点弯曲试验；在三点弯曲试件的正前方设置高速相机（3），高速相机镜头高度与三点弯曲试件高度相同，高速相机镜头处于Ⅰ型裂纹所在的竖直面内；在三点弯曲试验进行的同时，高速相机（3）对三点弯曲试件（1）的指定分析区域（4）进行全过程连续拍照，采集数字图像；c.采用基于数字散斑相关方法原理的数字照相应变场量测软件，对采集到的三点弯曲试件试验全过程的数字图像进行一一分析，获得三点弯曲试件的指定分析区域试验全过程的水平拉应变εh；d.三点弯曲试验结束后的三点弯曲试件会断裂为两块，在断裂的三点弯曲试件的指定位置进行取芯，制作成巴西劈裂圆盘试样；e.在巴西劈裂圆盘试样正中心水平方向粘贴应变片，应变片与静态应变数据采集仪连接，将巴西劈裂圆盘试样竖直放置于压力试验机上，圆盘上下各垫一条刚性垫条，试验机压头作用于刚性垫条，然后开始尖端式巴西劈裂试验，通过处理应变片采集的信息，获得巴西劈裂圆盘试样的极限拉应变εT；f. 将巴西劈裂试验获得的极限拉应变ε_T与三点弯曲试验全过程的指定分析区域（4）的水平拉应变ε_h一一对应对比，获得三点弯曲试件型裂纹扩展全过程中型裂纹各个点位置的水平拉应变达到极限拉应变ε_T时的时间节点；g.根据第二强度准则，获得三点弯曲作用下岩石Ⅰ型裂纹的裂纹扩展全过程信息：裂纹起裂荷载、起裂能以及裂纹扩展速度。