红层软岩微裂纹扩展准则

水力作用裂纹扩展评估

基于广义最大切向应力与最大能量释放率建立的准则，专用于评估红层软岩在水力作用下的微米级裂纹扩展行为。

Cui, Guangjun · 74560373 · 周翠英 · 刘正 · Xia, Chang

Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2024

技术优势

给出解析判据

将宏观GMTS/GMERR准则拓展到微米尺度，并显式引入水力作用参数，首次给出微裂纹长度、倾角与扩展角的理论关系，可直接用于判别裂纹扩展行为。

实验验证有效

采用单轴压缩试验结合DIC技术全程监测微米级裂纹扩展，实测的裂纹长度、倾角、扩展角与力学参数证实了准则的可靠性。

揭示灾变机理

阐明了从纳米颗粒内外弱化、微米裂纹横向扩展、毫米级软岩力学性能劣化到工程尺度界面损伤的跨尺度灾变链，为灾害防控提供理论链条。

应用场景

• 岩土工程：用准则判别红层软岩界面微裂纹是否扩展，防控工程灾变。
• 地质灾害预测：依据准则预测水力作用下微裂纹扩展路径，预警斜坡失稳等地灾。
• 岩石力学测试：在DIC监测试验中用准则反演裂纹几何与力学参数，提升测试解释精度。