岩桥破坏全过程分形特征研究

作者：张科; 李昆; 保瑞; 吴文远; 刘享华

来源：安全与环境学报, 2020, 20(02): 473-481.

DOI：10.13637/j.issn.1009-6094.2019.0038

• 安全工程
• 岩质边坡
• 岩桥
• 裂纹扩展
• 破碎
• 分形维数

为定量研究边坡岩桥破坏全过程特征,对岩桥试件进行单轴压缩试验,采用盒维数法计算加载过程中裂纹扩展路径的破裂分形维数,基于应力-应变曲线和破裂分形维数量化表征岩桥破裂演化特征,论证了试验结果与实际边坡岩桥破坏过程的相似性;而后,对试件碎屑进行筛分试验,引入破碎分形维数定量描述其破碎特征;最后讨论了这2种分形维数之间的关系。结果表明:1)岩桥试件的应力-应变曲线呈现出"峰后回升"特征; 2)破裂演化过程中产生的新生裂纹具有形态上的自相似性,即分形特征,破裂分形维数与应变之间服从双曲线关系; 3)岩桥试件破坏后的碎屑尺寸分布具有分形特征,破碎分形维数变化范围在2. 60～2. 67之间; 4)数据拟合表明,岩桥试件最终破坏状态的破裂分形维数与破碎分形维数之间呈线性正相关关系,这是因为试件的裂纹萌生、扩展和贯通与破碎特征紧密相关,属于因果关系。

• 单位
  昆明理工大学; 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司; 建筑工程学院