岩石模型结构面剪切全过程可视化试验技术研究

作者:芦覃; 黄曼*; 洪陈杰; 杜时贵; 刘燕强
来源:岩石力学与工程学报, 2022, 41(S2): 3369-3379.
DOI:10.13722/j.cnki.jrme.2021.1157

摘要

开展剪切全过程可视化试验对于研究岩石结构面渐进破坏特性具有重要的意义。结合三维激光扫描与3D打印技术,利用透明光敏树脂材料制作了表面形貌相似度高的岩石结构面透明模型,低温下的模型试样力学性能测试表明:该材料在-30℃~-45℃温度下单轴抗压强度特性与岩石材料相近;在直剪试验设备上加装半导体制冷装置,不同工况下的制冷性能试验表明:半导体制冷设备在工作50 min后,其制冷性能受强制对流的影响逐渐降低,腔体内部温度维持在-17℃左右;结合暗通道先验去雾算法与可视化图像追踪方法,可较清晰地获取结构面剪切全过程表面形貌,有效解决了低温试验条件试样起雾的问题;通过剪切试验表明:低温条件下试验全过程中试样的温度始终低于-30℃,符合光敏树脂材料作为类岩石特性的温度要求,也进一步验证了试验装备和试验技术的可行性,为岩石模型结构面剪切全过程可视化试验研究创造了条件。

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