单轴条件下砂岩三维破裂过程的CT观测

摘要

岩石破裂过程研究一直是岩石力学专家关注的重要问题.本文采用特制的三轴压力仪与医用西门子SOMATOM-plus CT扫描仪结合,对砂岩进行了室内单轴压缩试验.通过对砂岩的CT图像和密度损伤增量与应力关系曲线分析,结果显示,砂岩的破裂演化过程可分为初始损伤的压密、裂纹出现-扩展、裂纹归并-分岔、裂纹重分岔-扩展以及裂纹惯通-宏观破坏等五个阶段.在初始损伤的压密阶段,砂岩的密度损伤增量为正值,速率也为正;在裂纹出现-扩展阶段,砂岩出现局部密度损伤增量减小,并随应力增加而由正值转为负值,速率也由正变负;在裂纹归并-分岔阶段,砂岩的密度损伤增量全为负值,速率也变快;在裂纹重分岔-扩展阶段,砂岩的密度损伤增量继续变负,但速率变慢;在裂纹惯通-宏观破坏阶段,砂岩的密度损伤增量继续变负,速率变的更快.