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泥质白云岩在贵州省广泛分布,是边坡、地下洞室、隧道、坝基等岩体工程中普遍存在的一类复杂介质。冻融循环作用会诱发岩体冻胀融沉、塌陷、滑坡、泥石流等一系列的岩体工程灾害。并且冻融循环往往会导致泥质白云岩的变形增大、强度劣化,这是岩体工程的设计与施工必须考虑的因素,这也会影响岩体工程投入使用后的正常运营。随着西部大开发战略的推进,大量的潜在冻融岩体工程灾害成为亟待解决的问题。由此研究泥质白云岩冻融循环作用下,泥质白云岩的损伤破坏机制,对贵州省的岩体工程具有重要的实际意义。 数字图像相关技术(Digital Image Correlation,简称DIC)是近些年发展起来的一种代表性的光学测量方法。其理论和应用都逐渐成熟,目前能够利用该方法对试验物体进行直观与定量分析。借助DIC技术,能够测量整个变形场的变形过程,如非均匀变形场、裂纹扩展变形过程。本文应用三维数字图像相关技术研究冻融后泥质白云岩在单轴压缩试验和巴西圆盘劈裂试验过程中变形场及破坏过程,并进一步量化分析变形破坏机制。 在圆柱体单轴试验结果分析的基础上,本文将水平方向的拉应变?x,竖直加载方向压应变?y,剪切应变?xy作为损伤的力学参量。在巴西圆盘劈裂试验中,将水平方向的拉应变?x,竖直加载方向压应变?y,作为损伤的力学参量。对两种试验的表面变形场数据进行进一步统计分析。统计结果分析表明,圆柱体单轴试验和巴西圆盘劈裂试验的表面场不同的力学参量的平均值随载荷增长而增长,在不同阶段其大小存在明显差异;容易看出较大应变点主导岩石的损伤演化和裂纹扩展,如前5%左右的较大应变点的平均值在应变局部化及裂纹萌生阶段表现出快速非线性增长,剩余绝大部分点的应变稳步增长。 通过对各个时刻获得的全场统计数据的分析,提出改进的泥质白云岩损伤演化双因子表征方法。以采集到的各个时刻的水平方向的应变?x作为损伤演化的关键参量,进行试验数据的统计与数学分析,提出泥质白云岩的损伤累积因子D1和损伤局部化因子D2,分别用来描述损伤的程度和损伤的局部化程度,并给出了双因子随荷载的变化曲线。并将损伤演化双因子应用于冻融后单轴压缩试验和巴西圆盘劈裂试验的损伤演化测量,实验结果发现,加载初期损伤局部化程度逐渐降低,试件整体应变较均匀,在弹性阶段开始时局部化因子接近1;随着载荷的增加,局部化程度逐渐增加,在双因子曲线交汇之后试件宏观裂纹基本形成。