Page 80 - 无损检测2021年第五期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202105009

基于 CT 技术的层状复合岩体损伤演化规律分析

孙富强 1 , 2

( 1. 长安大学 地质工程与测绘学院, 西安 710054 ;

2. 甘肃省地质环境监测院 甘肃省地下水工程及地热资源重点实验室, 兰州 730050 )

摘 要:提出了基于 CT ( 电子计算机断层扫描) 技术的层状复合岩体损伤演化规律分析方法。
该方法依据岩体颗粒之间的碰撞, 计算颗粒间相互作用力的法向分量和切向分量, 以此建立岩体损
伤分析模型; 设置固定节点, 利用 CT 技术对岩石样品进行扫描, 由 CT 图像获取岩体损伤特征; 根
据夹层应力模型引入岩体蠕变参数, 通过线性回归方程计算原理, 分析得出岩体损伤演化规律。试
验测试结果表明, 对比传统分析方法, 该方法获得的损伤数据精准, 分析得出的岩体损伤演化规律
与实际相符合, 能满足岩体损伤规律分析的要求。

关键词: CT 技术; 层状复合岩体; 损伤演化规律; 夹层应力模型

中图分类号: TU45 ; TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2021 ) 05-00038-05

Anal y sisofdama g eevolutionlawofla y eredcom p ositerockmassbasedonCTtechnolo gy

SUNFu q ian g 1 , 2

( 1.Colle g eofGeolo g icalEn g ineerin gandGeomatics , Chan g 'anUniversit y , Xi'an710054 , China ;

2.GansuProvinceKe yLaborator yofGroundwaterEn g ineerin gandGeothermalResources ,

Geolo g icalEnvironmentalMonitorin g InstituteofGansuProvince , Lanzhou730050 , China )

Abstract : Thisp a p er p ro p osesamethodforanal y zin gthedama g eevolutionofla y eredcom p ositerock masses

basedon CT ( com p utedtomo g ra p h y ) scannin gtechnolo gy .This methodcalculatesthenormalcom p onentand

tan g entialcom p onentoftheinteractionforcebetweenthe p articlesbasedonthecollisionbetweenthe p articlesofthe

rockmass , thereb yestablishin garockdama g eanal y sis model.ItalsosetfixednodesandutilizedCTscannin g

technolo gy toscantherocksam p le.TheCTima g eisusedtoobtainthedama g echaracteristicsoftherock mass ;

thecree pp arameteroftherockmassisintroducedaccordin g totheinterla y erstressmodel , andtheevolutionruleof

therock mass dama g eis anal y zed throu g h thecalculation p rinci p le ofthelinearre g ression e q uation.The

ex p erimentaltestresultsshowthat , com p aredwiththetraditionalanal y sismethod , thedama g edataobtainedb y

thismethodisaccurate , theanal y sisofthedama g eevolutionlawoftherock massisconsistentwiththeactual

situationandthismethodmeetsthere q uirementsofrockmassdama g elawanal y sis.

Ke ywords : CTtechnolo gy ; la y eredcom p ositerockmass ; dama g eevolutionlaw ; sandwichstressmodel
层状复合岩体具有层状结构, 是气候干燥地区 中的水分不断冻融交替, 冰冻时体积膨胀, 导致岩石
的温差、 物理风化作用及地质构造变质作用的产物。 劈开、 崩碎, 形成层状结构。为获取层状复合岩体的
岩石是热的不良导体, 在变化的温度作用下, 其表层 损伤演化规律, 相关学者对层状复合岩体损伤的分
与内部由于受热不均而产生膨胀与收缩现象, 严重 析方法进行了研究。
时结构甚至发生崩解破碎。在气候干燥地区, 岩石 马高强 [ 1 ] 提出一种多结构式的分析方法, 通过
扫描仪观察岩体的变化, 从中获取变化规律; 邓正定
收稿日期: 2020-09-10
等 [ 2 ] 通过扫描仪对岩体进行三维立体扫描, 建立一
作者简介: 孙富强( 1990- ), 男, 硕士研究生, 工程师, 主要从事
个实时联系的动态三维观测影像, 分析岩体损伤演
水工环地质研究工作
化规律; 于远祥等 [ 3 ] 对已经出现损伤的岩体进行分
通信作者: 孙富强, tuomei69803@163.com
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2021 年 第 43 卷 第 5 期

无损检测