1.一种可实现裂隙尖端无限锐化的技术方法:
其特征在于,包括以下步骤:
(1)精确了解工程岩体力学特性及工程岩体中原生裂隙分布形态、分布密度及三维尺度;
(2)基于靶向工程地质条件,选取与所述工程地质条件力学特性匹配的实验材料,依据实验需求确定试件尺寸,采用水刀及丝锯加工预制裂隙(2),此时,预制裂隙(2)的尖端为椭圆型,初步形成含预制裂隙构型的岩石实验试件;
(3)采用胶黏材料将裂纹扩展计(CPG)粘贴在预制裂隙(2)椭圆端部,CPG中宽度最大、阻值最小的栅丝(R1)紧邻预制裂隙(2)椭圆端部,栅丝R1之后宽度逐渐减小、阻值逐渐增大的CPG栅丝依次远离预制裂隙(2)尖端;
(4)将分压电阻R0、CPG、恒压源(6)串联,同时将示波器(7)与CPG并联构成测控系统;将裂隙辅助张开计(3)、千斤顶(4)、手动液压泵(5)进行有序连接构成加载系统;
(5)调节所述恒压源(6)使其输出一稳定电压V,同时调节示波器(7)使其测试通道量程略大于RnV/(Rn+R0),以保证CPG分压始终在示波器量程范围内,进而能精准记录CPG栅丝断裂后的完整波形;
(6)轻微调节手动液压泵(5),使千斤顶(4)的活塞杆缓慢升起,裂隙辅助张开计(3)适度张开,此时,预制裂隙(2)在裂隙辅助张开计(3)的作用下轻度张开,进而在预制裂隙(2)端部形成新生裂隙(1);
(7)伴随着新生裂隙的起裂、扩展,CPG栅丝R1~Rn将呈现顺序性拉伸断裂现象,当栅丝顺序断裂时,CPG总电阻将呈阶梯型升高,在与电阻R0所组成的电路中其分压也将阶梯性增加,此时,与之并联的示波器(7)将记录并显示阶梯型增高电压信号波形;
(8)上述步骤作用下,物理实验试件中所呈现的新生裂隙(1)极其细小,肉眼无法观测其尖端位置及扩展长度,此时,可依据示波器(7)所示梯形电压信号的台阶数来确定CPG栅丝断裂数目n;
(9)基于CPG相邻栅丝的定值间距s,结合步骤(8)中读取的栅丝断裂数目n,即求得新生裂隙(1)长度l,同时可确定其尖端尖灭位置。
2.根据权利要求1所述的一种可实现裂隙尖端无限锐化的技术方法,其特征在于:所述原生裂隙分布形态包括Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型。
3.根据权利要求1所述的一种可实现裂隙尖端无限锐化的技术方法,其特征在于:所述胶黏材料为胶水。