基于DIC技术的不同化学腐蚀后黄砂岩裂纹演化规律研究

鉴于裂纹扩展监测对岩石损伤演化的重要性,开展不同腐蚀条件下含双平行预制裂隙的黄砂岩试件的双轴压缩试验,同时借助DIC非接触全场应变测试系统对破坏过程进行实时监测,探究黄砂岩的双预制裂隙宏观破断机制和裂纹扩展过程力学特征,从宏观角度揭示黄砂岩裂纹演化机制。结果表明:(1)黄砂岩试样在加载过程中产生的新生裂纹以双预制裂隙之间的拉伸破坏为主,裂纹体积应变法表明试样裂纹的发展可分为压密闭合阶段、线弹性阶段、裂纹稳定扩展阶段、裂纹非稳定扩展阶段和峰后应变与破坏阶段;(2)从应力−应变曲线、体积应变曲线和裂纹应变曲线的角度分析,酸性溶液对裂纹的发育形式影响最显著,表现为裂纹更易从拉伸破坏向剪切破坏转移,碱性溶液的应力−应变曲线的线弹性阶段较长,随后裂纹发展进入裂纹稳定扩展阶段,在即将抵达峰值前会出现“短暂平静期”;(3)水化学损伤对裂纹尖端的作用等效为力学效应,酸性溶液会导致翼型裂纹端部产生大量次生裂纹,使其破坏程度更为严重,而碱性溶液对裂纹的发展存在抑制作用。