岩石力学试验是岩石力学性质研究中最主要的手段,通过室内模拟试验,可对不同的岩石在抗拉、压缩条件下的力学性质及破坏特点进行研究。
岩石的抗拉强度比其抗压强度低得多,抗拉强度可以通过直接拉伸法和劈裂法测试获得。巴西劈裂试验是目前最为常用的一种间接拉伸试验方法,在1978年被国际岩石力学学会(ISRM)推荐为岩石抗拉强度测定方法,在国内众多规程和标准也推荐使用该方法。
一般来说,岩石对拉伸、剪切、弯曲和扭转这四种作用形式的承受力,要远远低于对压缩的承受力。因此,岩石在压缩作用下的最大承受力,常用来作为其强度的度量。
传统的岩石力学试验,采用应变片进行应变测量。应变片偏向于测量固定方向应变,无法实现全场测量。岩石受力发生较大范围的变形或断裂,应变片无法准确测得应变最大区域。
新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统,通过非接触测量方式,可获得岩石破坏过程中全部图像,判定岩石断裂性质,建立起岩石在破坏过程中的位移场、应变场和岩石破坏的联系,测试数值可为研究岩石力学研究、判断岩石工程安全状态和评估岩体工程结构稳定性等提供重要参考依据。
岩石巴西劈裂DIC测试应用
岩石巴西劈裂测试中,XTDIC三维全场应变测量系统搭配高速摄像机,高速拍摄岩石破坏过程图像,结合DIC软件分析可生成的载荷下定量全场应变图(拉伸、压缩和剪切),展示岩石破坏过程和应变演化过程。

岩石劈裂试样制备

DIC技术研究岩石巴西劈裂破坏过程中的全场变形和局域化破坏特征
通过DIC软件分析发现,岩石材料劈裂过程中X/Y方向最大主应变,裂纹变化趋势明显,通过色谱图分析最大应变区域,分析裂纹演化以及具体数值。

岩石单轴压缩DIC测试应用
岩石在单轴压缩荷载作用下达到破坏前所能承受的最大压应力,称为岩石的单轴抗压强度,采用XTDIC三维全场应变测量系统搭配高速摄像机,以5000帧的非接触采集频率方式对试验过程开展全场应变观测,对比分析岩石试样的宏观力学参数、空间应变场演化规律与破坏模式。

岩石压缩试样制备

XTDIC三维全场应变测量系统用于试验机载荷条件下岩石压缩破坏过程的图像处理、可视化和分析。

岩石压缩三维区域XYZ方向合位移云图

岩石压缩加载应变场云图
新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统采用非接触式测量方式,可测量获取加载过程中岩石试样的全场应变时空演化过程,直观地揭示了加载受力方式对于岩石破坏过程与破坏模式的控制,揭示试样表面全场及局部监测区应变随时间的演化过程,不仅丰富了岩石力学测试的手段,也为岩石脆性破坏研究提供丰富的数据支撑。