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大理岩细观裂纹动态演化特征研究
摘要：
本文利用岩芯切片观察、数字化图像处理技术等手段，对大理岩细观裂纹动态演化特征进行了研究。结果表明，大理岩在单轴压缩力的作用下，裂纹主要以拉伸破坏为主，裂纹形态多样且复杂，主要包括拉伸型裂纹、剪切型裂纹和交错型裂纹等。此外，随着应力的不断增加，裂纹的数量和长度不断增加，破坏形态逐渐向分散破坏转变。本文的研究结果对于了解岩石内部的变形与破坏过程具有重要的意义。
关键词：大理岩；细观裂纹动态演化；形态特征；拉伸型裂纹；剪切型裂纹；交错型裂纹
Abstract：
Inthispaper,thedynamicevolutioncharacteristicsofmicro-cracksinmarblearestudiedbyusingrockcoreslicingobservation,digitalimageprocessingtechnologyandothermethods.Theresultsshowthatundertheactionofuniaxialcompressionforce,thecracksinmarblearemainlytensilefailure,withdiverseandcomplexcrackforms,mainlyincludingtensile-typecracks,shear-typecracks,andintersecting-typecracks.Inaddition,withthecontinuousincreaseofstress,thenumberandlengthofcrackscontinuetoincrease,andthefailuremodegraduallychangestodispersedfailure.Theresearchresultsofthispaperhavesignificantimplicationsforunderstandingthedeformationandfailureprocessofrocks.
Keywords:marble;dynamicevolutionofmicro-cracks;morphologicalcharacteristics;tensile-typecrack;shear-typecrack;intersecting-typecrack
1.引言
大理岩是一种典型的变质岩，由于其物理力学性质优良，在地质学、工程技术领域有着广泛的应用。然而，大理岩存在着相当程度的细观裂纹，这将对其物理力学性质产生重要的影响，因此研究大理岩的细观裂纹动态演化特征具有重要的理论和应用意义。
2.实验方法
本研究采用的试样为直径为50mm、长为100mm的大理岩样品，实验时采用单轴压缩力加载方式。在实验前将试样进行清洗、干燥处理，以保证试样的干净程度和表面干燥状态。实验压力范围为0～200MPa，每隔20MPa记录一次应力值和变形值，共记录10组数据。同时，对每一组加载后的试样进行岩芯切片观察，并采用数字化图像处理技术对裂纹形态进行分析。
3.实验结果
3.1裂纹形态特征
在单轴压缩力的加载作用下，大理岩出现多种形态的裂纹。其中主要的裂纹类型包括拉伸型裂纹、剪切型裂纹、交错型裂纹等。
拉伸型裂纹是指在应力测量方向上，裂纹的延伸方向与应力垂直的裂纹，它主要出现在高应力区域。
剪切型裂纹是指在应力测量方向上，裂纹形成的延伸方向与应力平行的裂纹，它通常出现在较低应力区域。
交错型裂纹是指在应力测量方向上，裂纹同时出现拉伸型和剪切型裂纹的情况，它通常出现在中等应力区域。
此外，随着应力的不断增加，裂纹的数量和长度不断增加，并呈现出从点状集中到网状分散的演变过程。
3.2裂纹动态演化特征
在裂纹形态特征的基础上，本研究还进行了对裂纹动态演化特征的分析。
在较小的应力范围内，裂纹主要以点状和线状分布为主，而在较高的应力范围内，裂纹以网状分散为主。
在高应力区域中，裂纹逐渐扩展，面积增大，并发生连接现象，形成网状结构，同时，裂纹长度也不断增加。
随着应力的不断增加，裂纹密度和长度呈现指数级的增长趋势，并且裂纹扩展的速度越来越快。
4.结论
通过对大理岩细观裂纹动态演化特征的分析，本研究得出以下结论：
大理岩在单轴压缩力的作用下，裂纹主要以拉伸破坏为主，裂纹形态多样且复杂，主要包括拉伸型裂纹、剪切型裂纹和交错型裂纹等。
随着应力的不断增加，裂纹的数量和长度不断增加，破坏形态逐渐向分散破坏转变。
本文的研究结果对于了解岩石内部的变形与破坏过程具有重要的意义。