梯级等幅周期循环荷载作用下双裂隙黄砂岩力学特性试验研究

摘要

为研究不同动态加载频率下含预制共面双裂隙黄砂岩的力学性质和破坏特征,通过梯级等幅循环加卸载试验,借助声发射和高倍扫描电镜等设备,详细分析岩石的力学性质和变形特征,探讨整个加载过程中声发射参数的演化规律,并基于试样破坏断口处的微观构造,阐述动态加载频率对其疲劳损伤机制的影响。研究结果表明:(1)随着频率增加,试样的峰值强度、疲劳寿命和轴向应变均呈现增长趋势;(2)试样疲劳应变曲线随时间增加呈现周期性的梯级波动增长,且在岩样破坏前出现突增现象;(3)随着频率增加,声发射累计振铃计数呈二次函数增长,在高频条件下,试样破坏前监测到较高的振铃计数;(4)试样宏观破坏模式受预制裂隙和加载频率共同影响,裂纹萌生于预制裂隙尖端并逐渐向两端扩展,裂纹数目随频率增加而增长,在低频条件下,萌生于预制裂隙内尖端的翼裂纹更易汇合导致岩桥贯通;(5)随着频率增加,试样破坏断口的微观构造特征由沿晶断裂为主演化为沿晶断裂、穿晶断裂和解理断裂共存,最终向穿晶断裂为主的方向发展。