彭岩岩 林群超 邓浩翔 樊啸

摘要：采用3D-DIC（三维数字图像技术）观测系统研究了预制孔洞大理岩单轴压缩破坏全过程。完整记录了试样在单轴压缩状态下表面裂纹的产生、扩展和贯通的全过程，计算分析得到了预制孔洞大理岩破坏过程观测区位移场和应变场的演化过程，以及时间-位移-应变曲线。结果表明：在线弹性变形阶段，应变场会出现局部化带，位移场则会出现明显的分区现象，位移场分区交界带和应变场局部化带往往是裂纹扩展贯通区域。在脆性破坏阶段，部分试样存在极具“突发性”的现象，表面裂纹萌生至贯通时间极短，位移和应变会出现跳跃性变化。3D-DIC技术为岩石力学研究和岩石破坏预测提供了一种有效方法。

关 键 词：3D-DIC; 预制孔洞; 单轴压缩; 位移; 应变

中图法分类号： TU452

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.12.031

0 引 言

岩体中通常富含节理、裂隙和孔洞，它们的存在对岩体的稳定性起着至关重要的作用。因此，国内外研究学者通过一系列室内试验，尝试用二维数字散斑技术（DSCM）[1-2]、声发射[3]、扫描电镜[4]和CT[5-6]等多种观测方法，对预制节理、裂隙和孔洞的岩石破坏过程进行研究。

数字图像相关测量方法在20世纪80年代最初由日本的Yamaguchi[7]和美国的Ranson等[8]同时提出。早期Sutton等[9-11]进行了一系列研究，完善了数字图像技术相关理论，通过亚像素匹配计算的方法测量得到物体变形的二维位移场，并把二维图像技术（2D-DIC）方法用于研究裂纹扩展过程中位移场变化特征。马少鹏等[12]通过自行开……