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基于数字图像相关法的含填充裂隙大理岩单轴压缩破坏过程研究
摘要：
本文主要研究基于数字图像相关法的含填充裂隙大理岩在单轴压缩过程中的破坏模式，通过使用数字图像处理技术，可以准确地观察到破坏过程中的裂纹演化和破坏特征。针对研究对象的特征，设计了相应的试验方案，并使用数字图像相关法对实验数据进行分析，得出破坏模式和特征。最后，通过对实验结果的探究和分析，为岩石力学和地质灾害预测提供了有益的参考价值。
关键词：数字图像相关法；裂纹演化；破坏特征；单轴压缩；大理岩
Abstract:
Thispapermainlystudiesthefailuremodeofthemarblecontainingfilledcracksunderuniaxialcompressionprocessbasedondigitalimagecorrelationmethod.Byusingdigitalimageprocessingtechnology,thecrackevolutionandfailurecharacteristicsduringthefailureprocesscanbeaccuratelyobserved.Accordingtothecharacteristicsoftheresearchobject,acorrespondingexperimentalschemeisdesigned,anddigitalimagecorrelationmethodisusedtoanalyzetheexperimentaldatatoobtainthefailuremodeandcharacteristics.Finally,throughtheexplorationandanalysisoftheexperimentalresults,itprovidesavaluablereferencevalueforrockmechanicsandgeologicalhazardprediction.
Keywords:Digitalimagecorrelationmethod;Crackevolution;Failurecharacteristics;Uniaxialcompression;Marble
正文：
引言
岩石力学作为一门重要的学科，对于研究地质灾害、工程结构的稳定性以及地下水和矿产资源的开发利用等方面都有着非常重要的意义。近年来，随着数字图像处理技术的发展，数字图像相关法在岩石力学领域得到了广泛的应用，特别是用于研究岩石在不同载荷下的破坏特征和失稳形式等方面。本文旨在探究数字图像相关法对含填充裂隙大理岩单轴压缩破坏过程的研究应用，并对其破坏模式和特征进行分析。
实验方法
1.实验对象
本研究选用的实验对象为含填充裂隙的大理岩样本。由于大理岩中含有大量的石英、方解石等组成物，因此其物理力学特性较为特殊。本文中所使用的实验对象经过采集、打磨和处理，最终制成了直径为50mm，高度为100mm，质量为1.5kg左右的岩石样品。
2.实验装置
为了对实验对象进行单轴压缩实验，需要利用一些专业的试验设备。具体包括压力机、数字相机、照明设备和光栅系统等。其中，数字相机是实验数据采集的关键设备，通过对破坏过程中的图像进行拍摄和记录，可以得到实验数据并进行数字图像处理。
3.实验方案
在进行实验之前，需要制定一个科学合理的实验方案。本文所使用的实验方案包括以下几个步骤：
（1）制备岩样。选取合适大小的大理岩样品，并进行打磨和处理，制成直径为50mm，高度为100mm，质量为1.5kg左右的标准样品；
（2）划定测量区域。将实验采集到的图像分割成多个小区域，并计算每个小区域的位移变化；
（3）记录实验过程。使用数字相机对实验过程中的图像进行拍摄和记录，并将得到的图像与划定的测量区域进行匹配；
（4）数字图像处理。对实验数据进行数字图像处理，并计算出破坏模式和特征等参数。
实验结果
通过上述实验方案的实施，最终得到了含填充裂隙大理岩样品在单轴压缩过程中的破坏特征和失稳模式。具体表现在以下几个方面：
1.裂纹演化
在实验过程中发现，岩石样品在经过一段时间的荷载后，开始出现裂纹，这些裂纹从样品的表面逐渐向内部蔓延，并随着荷载的不断增加而变得更加明显。随着荷载的进一步增加，最终导致了样品的失稳和破坏。
2.破坏模式
在实验过程中，破坏模式主要表现为“轴对称性破坏”。即在单轴压缩过程中，破坏面主要呈现出一个狭长的裂纹，这个裂纹与样品的轴线基本呈垂直状态。在破坏过程中，裂纹向上和向下展开，并在中心点形成一个水平面。
3.破坏特征
在破坏过程中，裂纹的数量和分布是研究样品的重要指标之一。通过实验数据的分析，发现裂纹的数量和分布与岩石样品中的填充物有着非常明显的关联性。填充物