[发明专利]一种单裂纹最先起裂位置及扩展速率的测试方法

说明书

一种单裂纹最先起裂位置及扩展速率的测试方法。其技术方案是：单裂纹测试装置监测和记录待测试样(2)裂纹扩展过程；根据高速摄影机(7)记录的裂纹扩展监测仪(6)中6个指示灯(19)的熄灭顺序，依次绘制出与其相连的微敏电阻贴片(3)断裂位置，其中，先绘制的微敏电阻贴片(3)断裂位置为裂纹最先起裂位置；再测量相邻两个微敏电阻贴片(3)断裂处的距离L，用秒表(14)记录的电压表(13)的示数变化时的时刻t，记相邻两个断开的微敏电阻贴片(3)时间间隔Δt，则相邻两个断开微敏电阻贴片间裂纹扩展速率v＝L/Δt，平均速率v为待测试样(2)单裂纹扩展速率。本发明数据采集量小、裂纹最先起裂位置判定准确和测试的裂纹扩展速率与实际接近。

技术领域

本发明属于岩石和尾砂胶结充填体性能检测技术领域。具体涉及一种单裂纹最先起裂位置及扩展速率的测试方法。

背景技术

单轴压缩实验中，岩石、尾砂胶结充填体等材料由于受到外界荷载的作用，材料往往产生裂纹进而破坏。大量的室内实验表明，材料受压产生裂纹的过程中有相当一部分裂纹为单裂纹形式。因此在研究材料受压过程中裂纹产生和扩展过程时，不可避免的要研究单裂纹的产生与扩展。

实验观察发现，岩石、尾砂胶结充填体等材料在受外界荷载作用下产生裂纹发生破坏是一个瞬态的过程，很难通过肉眼观察到裂纹扩展的过程，因而有必要研究出一种合适的仪器或方法来观察材料受压过程中裂纹产生和扩展过程，进而获取材料相关信息，包括裂纹起裂位置、扩展方向和扩展速率等。一旦能够有效的获取上述材料信息，就能更好的反映材料的相关物理力学性能，对于充分掌握材料受压的力学性能及指导现场施工具有重要的意义。

目前，对于材料受压过程中裂纹扩展的监测研究已经取得了迅速发展。有学者提出以聚合物、导电粒子和黏结剂为组成的裂纹监测速率传感器(李海鹏.一种用于监测裂纹速率的传感器:中国专利,CN20150857999.1[P].2015-10-30.)监测被测物体表面裂纹扩展速率。但是该种监测方法需要传感器在实验开始便采集数据，基于监测到的大量数据，依据电阻变化推测裂纹在试样表面扩展速率。该种监测方法需要传感器配套有足够大的内存空间，对硬件设施具有较高的要求。此外，该种监测方法无法监测到材料受压过程中裂纹最先起裂位置。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，目的在于提供一种数据采集量小、裂纹最先起裂位置判定准确和测试的裂纹扩展速率与实际接近的单裂纹最先起裂位置及扩展速率的测试方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体步骤是：

步骤一、安装单裂纹测试装置

单裂纹测试装置包括单轴压缩试验机(1)、裂纹扩展监测仪(6)和高速摄影机(7)；先在待测试样(2)的表面沿垂直方向等间距地粘贴有6个微敏电阻贴片(3)，6个微敏电阻贴片(3)中的最上一个和最下一个与待测试样(2)对应的上端和下端的距离均为9～11mm。

所述待测试样(2)的材质为岩石和尾砂胶结充填体。

所述表面为待测试样(2)面积最大的一个侧面。

第一电缆(4)的6根电线的各自一端依次与6个微敏电阻贴片(3)的各自一端对应连接，第一电缆(4)的6根电线的各自另一端分别通过第一排针与裂纹扩展监测仪(6)中的第一排母(17) 连接。第二电缆(5)的6根电线的各自一端依次与6个微敏电阻贴片(3)的各自另一端对应连接，第二电缆(5)的6根电线的各自另一端分别通过第二排针与裂纹扩展监测仪(6)中的第二排母 (18)对应连接。