孙华飞,鞠 杨,行明旭,王晓斐,杨永明,3

(1.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083;2.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州 221008; 3.中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京 100083)

基于CT图像的土石混合体破裂－损伤的三维识别与分析

孙华飞1,鞠 杨2,3,行明旭1,王晓斐1,杨永明1,3

(1.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083;2.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州 221008; 3.中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京 100083)

土石混合体是一种特殊的非连续非均匀地质材料,传统的岩土力学试验方法与分析理论难以直接用于分析其变形破坏行为。发展了一种基于CT扫描和图像处理技术的内部破裂与损伤的三维识别方法,利用自行开发的裂纹识别提取程序提取和分析了单轴压缩下不同含石率土石混合体变形破坏时的内部细观结构变化特征,建立了土石混合体破裂－损伤的三维重构模型,定量地分析了单轴压缩条件下土石混合体的内部损伤演化规律以及含石量的影响和作用。研究表明:该方法可以直观定量地表征土石混合体变形破坏的内部损伤特征与演化规律。石块对土石混合体损伤发展的影响与含石量密切相关,存在一个临界含石率。

土石混合体;CT识别;破裂;损伤;含石率

Key words:soil-rock mixture(SRM);CT identification;fracture;damage;ratio of rock content

土石混合体是矿山、地质、水力水电和隧道工程建设面对的一种特殊的非连续、非均质材料,由具有一定尺寸、高弹性模量的岩块和低弹性模量的土体,经堆积或积压而成,其物理力学性质介于土体与碎裂岩体之间[1－4]。……