本发明专利技术涉及岩石II型断裂韧度的测试方法，通过改变其加载模具形状来消除方块试样的转动趋势，抑制裂纹尖端产生过大拉应力的可能性，实现岩石纯II型断裂韧度的测试。试验模型包括双侧预制裂缝的方块岩石试样、两个钢质的加载模具，加载模具用于实现试样的45°加载，模具加载端面平整。方块试样双侧预制的裂缝为直裂缝，两条裂缝长度、宽度相等，呈对称分布，双侧预制裂缝在一个平面上。钢质的加载模具与方块岩石试样的两个接触面的宽度均为方块试样边长的一半，两个接触面呈90°夹角。试样上下端与加载模具接触，整个体系上下端受到试验机传递的均布荷载。本发明专利技术的II型断裂韧度测试方法精确度高，适用于各类岩石的II型断裂韧度测试。
【技术实现步骤摘要】
： 本专利技术涉及岩石II型断裂韧度的测试方法，在常规加载仪器上对方块岩石试样 进行剪切断裂试验，测定岩石的II型断裂韧度。属于岩土工程
技术介绍
： 目前，针对拉剪复合型裂纹大多使用I型断裂韧度来判断裂隙岩石的破坏与否， 而对于压剪复合型裂纹，使用I型断裂韧度作为破坏判据得到的结果与试验测试结果差异 较大，这说明该方法对于压剪复合型裂纹的破坏并不适用，因此在压剪复合型裂纹的破坏 判据中引入II型断裂韧度十分重要。 迄今为止，国内外学者针对岩石II型断裂韧度的测试方法作了一系列的探索，现 有的试验方法主要包括：反对称四点弯曲试验、紧凑拉伸试验、边裂纹阿康试验、中心巴西 圆盘试验以及三点弯半圆盘试验等。II型断裂韧度的测试方式虽然较多，但均因无法控制 裂纹尖端在加载过程中产生的拉应力，试验效果并不理想，很难得到岩石的纯II型断裂韧 度。 除此之外，目前岩石的I型断裂韧度测试技术已经相对成熟，而针对II型断裂韧 度的测试研宄却很少见，但两者均是反应岩石工程特性的重要指标，因此对其测试方法的 研宄具有重要意义。
技术实现思路
： 本专利技术的目的在于提供一种操作方便，加载模具及岩样加工简单，测试效率高的 岩石II型断裂韧度测试新方法，能有效解决原剪切盒试验测试繁琐、加载模具加工复杂、 理论模型所受荷载与实际加载模型所受荷载差距较大、荷载不对称性引起在裂尖产生较大 拉应力的问题。适用于各类岩石II型断裂韧度的测试。为断裂理论在岩石力学中的应用、 为实际相关的岩土工程服务。 本专利技术采用的技术方案如下： 本专利技术为岩石II型断裂韧度测试新方法，其特征在于包括：双侧预制裂缝的方块 岩石试样、两个钢质的加载模具，加载模具用以实现试样的45°加载，两模具加载端面平 整；方块试样双侧预制的裂缝为直裂缝，两条裂缝长度、宽度相等，呈对称分布；钢质的加 载模具与方块岩石试样的两个接触面的宽度均为方块试样边长的一半，模具的厚度与岩样 一致，两个接触面呈90°夹角；加载时，方块试样双侧预制裂缝呈45°角，上下端与加载 模具接触，整个体系上下端受到试验机传递的均布荷载；试验机所加荷载及模具与岩样之 间的相互作用力均呈轴对称，在变形量较小时，整个体系可视为处于静力平衡。通过试验机 提供给加载模具的均布荷载传递到方块试样裂纹尖端，同时由于荷载的对称性，消除了附 加弯矩在裂尖产生的较大拉应力的影响，从而实现试样的II型剪切断裂。 岩石II型断裂韧度测试新方法，包括双侧预制裂缝的方块岩石试样和两个钢质 的加载模具，其特征在于包括如下步骤： 1.首先对被测岩石试样按照《工程岩体试验方法标准》制成50mmX50mmX 50mm的 方块试样，试体周围岩面需加工平整。 2.在铣床上，利用金刚石锯片等工具对方块岩样加工双侧对称的预制直裂缝，裂 缝宽度要求小于或等于I. 〇mm，按照试验方案设计加工不同尺寸的裂缝长度；对于具有不 同强度的岩石，无量纲长度（a/w)需大于一定的值域（0.6)，否者会出现岩样被压坏的情 形。 3.将双侧预制直裂缝的方块岩石试样置于两钢质的加载模具中间，裂纹形成 45°角的加载，整个测试模型置于MTS试验系统加载台上进行加载。 4.试验过程记录荷载随时间变化曲线，试样发生II型剪切断裂时的荷载为峰值 荷载，记为Pmax，岩石的II型断裂韧度可通过剪切盒测II型断裂韧度公式得到，公式如下：【主权项】1. 岩石II型断裂韧度测试的新方法，其特征在于试验模型包括双侧预制裂缝的方块 岩石试样、两个钢质的加载模具，加载模具用以实现试样的45°加载，模具加载端面平整。2. 根据权利要求1所述的岩石II型断裂韧度测试的新方法，其特征在于方块试样双侧 预制的裂缝为直裂缝，两条裂缝长度、宽度相等，呈对称分布。3. 根据权利要求1或2所述的岩石II型断裂韧度测试的新方法，其特征在于钢质的加 载模具与方块岩石试样的两个接触面的宽度均为方块试样边长的一半，模具的厚度与岩样 一致，两个接触面呈90°夹角。4. 根据权利要求1或2所述的岩石II型断裂韧度测试的新方法，其特征在于加载时， 方块试样双侧预制裂缝呈45°角，上下端与加载模具接触，整个体系上下端受到试验机传 递的均布荷载。5. 根据权利要求1或2所述的岩石II型断裂韧度测试的新方法，其特征在于试验机所 加荷载及模具与岩样之间的相互作用力均呈轴对称，在变形量较小时，整个体系可视为处 于静力平衡。【专利摘要】本专利技术涉及岩石II型断裂韧度的测试方法。本专利技术在原有剪切盒试验的基础上，通过调整加载模具受力状态和试样布置来消除试样的转动趋势，从而抑制裂纹尖端产生过大拉应力，实现岩石II型断裂韧度测试。其试验模型包括方块岩石试样和两个钢质加载模具，方块试样双侧中部预制直裂缝，两条裂缝长度、宽度相等，对称分布，加载模具实现了试样45°加载，加载端面平整，加载模具与方块试样的两个接触面宽度均为试样边长的一半，整个体系上下端受均布荷载。本专利技术使岩样及加载模具的加工更方便，也简化试验过程，保证了试验数据的准确性，适用于各类岩石的II型断裂韧度测试，为研究岩石II型断裂及其以II型为主的复合断裂问题奠定了基础。【IPC分类】G01N1-28, G01N3-24【公开号】CN104833590【申请号】CN201410321793【专利技术人】吴礼舟, 李佳壕, 李滨锷, 李部, 刘果果 【申请人】吴礼舟【公开日】2015年8月12日【申请日】2014年7月8日本文档来自技高网...
【技术保护点】
岩石II型断裂韧度测试的新方法，其特征在于试验模型包括双侧预制裂缝的方块岩石试样、两个钢质的加载模具，加载模具用以实现试样的45°加载，模具加载端面平整。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴礼舟，李佳壕，李滨锷，李部，刘果果，
申请(专利权)人：吴礼舟，
类型：发明
国别省市：四川;51
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