为了研究泥岩在拉应力作用下的变形破坏过程,采用巴西劈裂实验和白光数字散斑相关方法,对泥岩在拉应力作用下的破坏过程进行观测,利用水泥对泥岩进行改性,研究了改性泥岩拉破坏过程的变化规律,并从微观角度分析了改性前后泥岩的拉破坏过程。结果表明:(1)改性后的泥岩试件,经过24 h养护,抗拉强度随水泥含量的增加以线性趋势增加。(2)改性前,拉应力较小时,泥岩内部形成局部变形区;随着拉应力的逐渐增加,局部变形区的面积逐渐增加,相邻的局部变形区相互合并,形成更大的局部变形区;载荷为峰值载荷的58.2%时,局部变形区演化成应变局部化带;最终应变局部化带发展成宏观裂纹,试件发生破坏。(3)水泥改性泥岩时,泥岩中聚集体间孔隙大部分被填充,抗拉强度提高。(4)水泥改性泥岩后,随着水泥含量的增加,局部变形区演化成应变局部化带的位置逐渐向峰值载荷移动。(5)水泥提高了泥岩的胶结程度,拉应力超过抗拉强度时,弹性能短时间内释放出来,使宏观裂纹迅速扩展。

国家自然科学基金资助项目(51404136；51274110；51474121)；