Experimental studies on crack propagation behaviors of rock materials under dynamic loads: a review
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摘要: 岩石的动态裂纹扩展特性在岩石力学和岩石工程研究中具有重要意义。动荷载下岩石中裂纹的扩展行为是瞬间发生的，这对实验中测试和加载技术具有很大的挑战性。为综述动荷载下岩石材料裂纹扩展研究取得的丰硕成果，总结了岩石动态裂纹扩展测试技术、实验设备和实验方法等方面的最新进展。首先，讨论了动态岩石裂纹扩展测试的各种测量技术（X射线计算机断层扫描技术、焦散线法、数字图像相关法、裂纹扩展计、导电碳膜测试方法、声发射）；然后，以应变率为主线，从低到高依次总结了中低应变率、高应变率和超高应变率下岩石内裂纹动态扩展行为研究，系统讨论了落锤冲击装置、霍普金森压杆、爆炸实验中对裂纹扩展测试的实验方法和动态裂纹扩展特性，总结了不同应变率条件下岩石裂纹的起裂、扩展、止裂及动态断裂韧度等的演变规律。Abstract: Dynamic fracture behavior is a crucial aspect in rock mechanics and engineering, with significant implications to the safety and effectiveness of structures in fields such as mining and civil engineering. In recent years, significant progress has been made in the study of dynamic crack propagation in rock materials, and the aim of this study is to provide a comprehensive review and summary on the latest achievements in testing techniques, experimental facility, and experimental methods. Various measurement techniques have been developed for dynamic rock crack propagation testing, including X-ray computed tomography, caustics method, digital image correlation method, crack propagation gauge, conductive carbon film test method and acoustic emission. Each of these techniques has advantages and limitations, and the selection of the appropriate technique depends on the specific experimental requirements and constraints. The dynamic fracture behavior in rock under different strain rates has been studied extensively by numerous researchers. The strain rate is a crucial parameter that determines the deformation and failure mechanisms of rocks under dynamic load. The dynamic fracture properties in rock under middle and low strain rates, high strain rates, and ultra-high strain rates have been systematically summarized. The experimental methods used for dynamic fracture testing include the drop-hammer impact device, split Hopkinson pressure bar system, and explosion tests. The failure properties of crack initiation, propagation, arrest behaviors, and dynamic fracture toughness of rocks under different strain rates have been investigated. In conclusion, the study of dynamic crack propagation in rock is a challenging and important field of research in rock mechanics and rock engineering. The development of new experimental techniques and methods has been enabling researchers to gain a deeper understanding of the complex behavior of cracks in rock under dynamic loads. The findings of these studies have important implications for the design of safe and reliable structures in various fields of practical engineering.
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Key words:
- rock material /
- strain rate /
- dynamic test /
- dynamic loading /
- crack propagation /
- dynamic fracture toughness
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岩体在构造、成岩、风化等作用下天然包含许多节理、裂隙和断层等缺陷，岩石材料的力学行为和破坏特征主要受这些缺陷控制[1-3]。在地震、冲击和爆破等动荷载下，原生裂纹的萌生、扩展和合并会直接影响岩石材料的强度，进而导致岩体结构的破坏失效。因此，为了更好地评估岩石工程中动荷载下岩体结构的稳定性，研究岩石材料在动荷载下的裂纹扩展特征及破坏机理具有重大意义。
动荷载下岩石材料裂纹的扩展是岩石动力学研究中的热点和难点。近年来，对动荷载下岩石材料、类岩石材料和混凝土材料的裂纹扩展问题，在实验和数值计算上已进行了大量的研究，并取得了阶段性的成果。从微观岩石中天然具有的节理和裂隙到宏观岩体中存在的断层等缺陷，为土木工程、采矿工程和地下洞室建设等典型岩石工程中存在的裂纹扩展问题，如图1所示，影响上述裂纹扩展行为的因素有很多，包括地质环境[4-7]（地下水位、地层温度、围压等因素），荷载条件[8-11]（地震波、冲击波、爆炸波等）和岩石介质[12-14]（岩性成分、晶粒尺寸、各向异性等）。然而，对于岩石材料裂纹扩展行为的动态测试在业内没有一个统一的标准和规范，很大程度上是随着实验设备和测试方法的不断发展而完善。本文中，主要对设计严密可靠的岩石材料裂纹扩展的实验研究进行总结。
图 1 岩石工程中影响裂纹扩展的各种因素Figure 1. Influencing factors in rock engineering suffering from various dynamic loads近年来，很多学者对岩石材料和类岩石材料断裂行为研究作了综合评价。Kawamoto等[15]回顾了1970年到2000年间评估隧道在不连续岩体中稳定性的方法，主要包括离散模型和等效连续介质模型，并重点探讨了天然岩体中裂纹、节理和断层等对隧道稳定性的影响。Bažant[16]综述了2000年前现有的混凝土断裂模型、断裂能及其他断裂特征的测试方法，并提出了岩石断裂测试与尺寸效应之间的关系。岳中文等[17] 综述了冲击载荷下岩石材料动态断裂韧性测试研究进展，主要介绍了冲击载荷下岩石动态断裂韧性测试技术研究成就及其优缺点。赵洪宝等[18]总结了具有预制裂纹的岩石试样对裂纹扩展规律的研究，分析了使用预制裂纹岩石试样进行实验研究的适用条件及优缺点。随着实验技术的不断进步，不同荷载条件下的岩石材料的断裂性质均能有效地进行实验研究，学者们从加载设备、实验原理和实验结果等多方面进行了总结，包括循环荷载[19-20]、冲击荷载[21-22]、爆炸荷载[23]。除了考虑荷载因素，岩石材料自身的性质和赋存环境因素也受到了广泛的关注，Ju等[24]综述了弱界面对岩石或类似脆性材料的裂纹扩展的影响，主要包括弱界面的强度、角度、层间效应和荷载类型等因素。Cao等[25]总结了含节理岩石或类岩石材料在不同应力条件下的裂纹起裂、扩展和贯通特性，从实验和数值方面讨论了含节理岩石的强度、变形和破坏特征。此外，大量的数值模拟工作推动了岩石材料裂纹扩展的研究，主流的计算方法分为3类：基于连续介质的方法、离散裂纹的方法和基于块的方法，结合高效的损伤模型，数值手段成为了研究岩石断裂的有效工具[26-32]。
然而，虽然近年来学者们广泛研究了各种因素影响下岩石的破坏机理，但是关于岩石材料中动态裂纹扩展的力学行为机理和影响其裂纹扩展性质相关因素的研究在数量上和范围上都相当有限，同时关于岩石中动态裂纹扩展的实验测试技术研究也未被系统地总结和比较。因此，本文中，旨在全面回顾目前对动荷载下岩石材料裂纹扩展的实验研究。首先，回顾实验研究中岩石材料裂纹扩展的动态实验技术和测试方法；然后，以应变率为主线，依次总结中低应变率、高应变率和超高应变率下岩石内裂纹动态扩展行为的实验研究；最后，对全文进行简要总结，并探讨一些前瞻性的研究。
1. 动态实验的测试技术
近年来，随着岩石动力学的不断发展，对于岩石材料动态力学特性的测试已经成熟，可以实现有效的重复实验。为了能够精准地监测岩石材料试样瞬态响应过程中的应变（位移）场和破坏模式，有效的测试技术是必不可少的，例如裂纹扩展计、数字图像相关法和X射线计算机断层扫描技术等，本节中对动荷载下岩石裂纹扩展研究中的测试技术进行总结。
1.1 X射线计算机断层扫描技术
计算机断层扫描技术（computed tomography, CT）可以通过图像堆栈矢量化重构岩石内部裂隙模型，并对裂纹特征进行统计分析，进而在一定意义上还原岩石内部裂纹扩展的演化过程，定量研究岩石裂纹动态扩展，如图2所示[33-35]。相比传统二维电镜扫描技术，CT技术作为一种无损伤观测方法，可以提供三维微观裂纹信息，更利于揭示岩石断裂破坏机制[36]。近年来，CT技术已经在岩石静态测试中广泛应用[37-40]，在动态实验中由于加载率过高，岩石试样在动荷载下破碎往往比较严重，目前大多对有侧向围压限制的实验或者渐进加载实验进行了事后扫描分析。Huang等[33]对花岗岩的动态压缩累积损伤性质进行了探究，对岩样进行扫描得到了内部三维微裂纹网络，探究了微裂纹随加载应变的演变规律。Li等[34]采用三轴霍普金森杆系统对具有不同角度层理面的煤样进行了动-静耦合实验，同时采用CT对重复冲击下煤样的损伤情况进行了扫描，可以直观显示煤在反复冲击作用下的递进破坏和裂纹形态。Xing等[35]采用分离式霍普金森压杆（split Hopkinson pressure bar, SHPB）对缺口半圆弯曲（notched semi-circular bend, NSCB）试件进行了冲击实验，研究了岩石材料断裂过程区中裂纹的演化规律，并使用CT还原了断裂过程区的裂纹分叉现象。王伟等[41]采用动静组合式SHPB对砂岩试样进行了冲击实验，利用CT建立了砂岩试样不同横截面的损伤情况及裂纹分布，此外，在SHPB系统中采用X射线放射成像技术进行原位测试已经实现，可以对加载过程中试件截面破坏情况进行实时还原[42-43]。
1.2 数字图像相关法
数字图像相关（digital image correlation, DIC）法是一种基于数字图像处理和数值计算的光学测量方法，目前被广泛应用于脆性材料的力学测试中。随着图像处理技术和高速摄像机的发展，在实验中被获取的数字图像的精度和帧率不断提高，DIC法已经能够用于高应变率的实验中，同时因为DIC法是一种全场变形的非接触测试手段，在岩石动态断裂研究中很受欢迎[44-54]。DIC法的基本原理是对一定区域的像素进行追踪，匹配试样变形前后相同像素点的位置变化进而计算试样表面的位移场。如图3所示[46]，在(2N+1)×(2N+1)像素点组成的定区域中以点p(x, y)为中心点，并在接下的图像中跟踪点p的位置，通过DIC法的算法可以得到中心点的位移参量，假设参考点的位移量由u和v表示，初始图像定区域中任意一点为(xi, yi)，那么在变形后定区域内任意一点的坐标
(x′i,y′i) 为：x′i=xi+u+∂u∂xΔx+∂u∂yΔy,y′i=yi+v+∂v∂xΔx+∂v∂yΔy (1) 式中：Δx和Δy为变形区域
(x′i,y′i) 到参考定区域(xi, yi)的距离。以此类推，对定区域的图像重复进行计算，即可得到整个加载过程的全程位移，并且可以通过位移计算得到应力、断裂速度和断裂韧度等参数。1.3 焦散线实验方法
焦散线实验方法可以很便捷地测量裂纹尖端位移、应变及应力，在透明材料的动态断裂测试中应用广泛[55-56]。然而，岩石材料作为一种不透明材料并不适用于一般的焦散斑系统，通常采用聚甲基丙烯酸甲酯 （polymethyl methacrylate, PMMA）等透明脆性材料代替岩石定性探究岩石材料的动态性质。反射式动态焦散线测试系统可以很好地解决岩石材料不透明的问题，如图4所示[57]，反射式动态焦散线系统由4×4矩阵排布的多火花高速摄像机、场景和半反镜组成。在试样准备阶段，将试件表面打磨平整，然后在玻璃表面采用真空蒸镀法镀上铝膜，转贴至试件表面，这样不透明的岩石材料也能具有镜面性质，并且铝膜和环氧胶的厚度很薄，对岩石断裂的影响可以忽略[57-58]。通过高速摄像机记录下的焦散斑图像，可以还原裂纹的生长过程，进而计算得到裂纹扩展长度和裂纹扩展速度。此外，根据焦散斑图像理论，可以通过焦散斑图像计算裂纹尖端的动态应力强度因子，可表示为[59]：
KdⅠ=2√2πF(v)3g5/2Z0dc√1+μ2D5/2max，KdⅡ=μKdⅠ (2) 式中：F ( v )与裂纹速度相关；Z0为高速摄像机焦平面与试件之间的距离；d为试件的厚度；c为材料的应力-光学常数；应力强度因子的比例系数
μ 可由(Dmax−Dmin)/Dmax的取值确定，Dmax和Dmin分别为混合型裂纹尖端焦散斑横向直径的最大值和最小值； 若裂纹断裂模式为纯Ⅰ型，则μ = 0。1.4 高速红外热成像法
红外热成像法将物体在电磁谱的红外频段散发的热能转化为可见图像。根据红外热成像原理，Salami等[60]发现粒子粉碎会在高应力状态下消耗掉大部分输入能量，这种能量耗散通过热交换发生。利用红外热成像技术可以实时观测断裂试样表面的温度场，确定裂纹扩展时裂尖端产生的热量，如图5所示[60]。但是因为技术限制，即使采用高速红外热成像相机依然无法追踪裂纹扩展，最终只能根据热产生过程定性分析岩石材料断裂性质[60]。红外热成像的特性在岩石断裂研究中具有巨大的潜力，但是由于缺乏成熟的技术及理论支撑，使得这一技术仍然没有得到充分的利用[61]。
1.5 导电碳膜测试方法
为了测量强腐蚀-高温-高围压环境下的岩石断裂性质，一种采用防水-防腐的导电碳膜测量裂纹扩展速率的新方法被提出[62]。如图6所示[62]，在加载前将导电碳膜粘贴在岩样的预制裂纹尖端。加载过程中，随着裂纹扩展，试件表面的碳膜也将被撕裂，而电流将会沿电阻最小的路径流动（A→C→B），即随着裂纹的不断生长，电流的路径会不断变长，因此通过导线测量A和B间电压值会变大。并且碳膜的电阻值是均匀分布的，所以根据电压信号的变化即可得到裂纹扩展速率。
1.6 裂纹扩展计
裂纹扩展计（crack propagation gauge, CPG）主要用来测试裂纹起裂时间和裂纹扩展速度，由一定数量的电阻丝平行并联组成，每2根相邻电阻丝之间的距离为2 mm，根据需要测试的断裂范围大小选定不同长度的型号，20～100 mm不等。如图7所示[63-64]，CPG一般粘贴在具有预制裂纹的试件上使用，粘贴前对试件进行打磨，力求试件平整，粘贴时第1根电阻丝紧贴在预制裂纹尖端，以保证测试起裂时间的精确性。同时在CPG测试系统中除了裂纹扩展计还包括计算机、示波器、2枚电阻及恒压电源。当裂纹沿CPG扩展时，平行的电阻丝会依次断开从而导致电路中的电阻值不断增大。如图6(b)所示[62]，由于电阻值增大会导致电压信号跳跃，对电压信号求导即可得到电压信号的激变时刻，即电阻丝断裂时刻，进而可以得到裂纹起裂时刻和裂纹扩展速度[65-67]。总体来说，因为CPG是一种电测法测试元件，相比依赖于高速摄像机的光学测试方法，可以连续测量裂纹扩展速率，而测试区域小、同时需要与试件相接触是这种方法的不足。CPG作为一种基于电测法对表面裂纹扩展过程的测试方法，其最大的优势就是采集频率高、采集系统容易搭建，但是随着高速摄像机的快门帧率不断提高，DIC技术的不断发展，在动态实验中，CPG测试系统将会逐步被取代。
1.7 声发射
岩石在受力过程中弹性波的性质会发生变化，会以弹性波形式释放应变能，这种现象称为声发射（acoustic emission, AE）[68]。岩石声发射蕴含着岩石内部破坏过程的许多信息，可用于岩石内部损伤的检测和破坏机理的研究[69-71]，同时在岩石断裂的监测中也应用广泛[72-74]。在岩石断裂力学的发展中，AE技术主要针对宏观裂纹出现前的微裂纹监测，通过岩石材料释放特定频率的弹性波去还原破坏过程和断裂模式。目前在岩石静态断裂测试中应用广泛且测试技术成熟[75]，而在动态测试中，一方面，岩石破坏伴随极大的动荷载扰动，另一方面，瞬时加载形式对声发射采集频率和探头敏感性要求更高，导致声发射在动态断裂实验中应用较困难。如图8所示，Li等[76]和Wang等[77]在岩石动态劈裂实验中将AE测试系统加入SHPB动态加载系统中，采用采样率为20 MHz的瞬态记录系统TraNET EPC对声发射信号进行采集，试件前后各选用2个锆钛酸铅（lead zirconate titanate, PbZrxTi1-xO3，PZT）传感器（谐振频率为1 MHz，直径为10 mm，质量为1.2 g），同时搭配信号衰减器以避免冲击能量过大超出仪器量程，结合声发射结果揭示了动态破坏中各相异性裂纹的萌生和扩展。
1.8 小结
对目前广泛应用于岩石材料裂纹扩展的测试技术进行了综述，包括改进的接触式电测方法、基于高速摄像的光学测试方法及X射线CT扫描技术等，对本节中提到的测试方法进行总结，见表1。
表 1 动荷载下岩石裂纹扩展测试技术总结Table 1. Summary of techniques for testing rock crack growth under dynamic load测试方法 适用范围 优势 不足 发展趋势 X射线
计算机
断层扫描
技术（CT）(1)3D裂纹重建
(2)孔隙率分析
(3)矿物识别(1)可以对岩石试件的内部进行无损成像且可以进行多次测量，以此进行预选试样及事后评估
(2)可以分析矿物相分布、孔隙空间和其他微观结构特征，提供岩石内部结构的定量信息
(3)可以对岩石内部裂纹进行3D重建，是为数不多可以研究岩石内部裂纹扩展模式的方法(1)CT扫描更适用于对较完整的试样进行事后分析，不适用于动荷载下破碎程度很大的试件
(2)对于动荷载下的实时测量较困难，原位测试技术有待成熟
(3)X射线CT扫描分析成本高，实验过程具有放射性，需要专业实验员操作(1)实现高精度原位CT扫描技术，还原高应变率下岩石内部3D裂纹扩展
(2)结合裂隙分布、矿物相和其他物理信息建立多尺度岩石信息模型数字图像相关法（DIC） (1)位移、应变测试
(2) 裂纹扩展速度
(3) 动态应力强度
因子(1)可以提供高分辨率的变形和位移测量，相比传统测试方法（应变计）更加精细
(2)非接触测量，不需要与试件进行物理接触，降低了在动荷载下损坏试件的风险，更加适用于岩石这种脆性材料
(3)对岩石试样进行全场测量，提供全场变形和位移
(4)计算自动化，在处理数据阶段全自动计算变形和位移等参量，提高结果的可靠性和可重复性(1)设置复杂，搭配动荷载装置设置DIC系统是极其复杂的，需要解决同步触发问题
(2)最终得到的计算结果十分依赖于图像质量，而影响图像质量的因素很多，包括光照、相机采集频率和相机分辨率等
(3)系统价格昂贵，目前在图像采集和数据计算所需设备和软件均需要很高的成本(1)目前应用最广泛的是岩石平整表面的DIC分析，未来可成熟测量曲面、不规则表面的3D-DIC分析
(2)随着高速摄像技术和DIC数据处理的不断进步，测试范围、测量精度及计算速度会进一步提升焦散线实验方法 (1)动态应力强度
因子
(2)裂纹扩展速度(1)焦散线实验是一种非接触无损伤的测试方法
(2)根据焦散线理论可以计算获得裂纹扩展信息，包括动态应力强度因子、裂纹扩展速度、裂尖能量变化(1)用于焦散线实验测试的区域较小，测试样品大小收到限制
(2)测试方法复杂，需要高水平的专业知识才能准确执行数据结果作为传统的光学测量方法，拥有极高的精度，随着高速摄像的不断发展，焦散线技术会集成其他测试方法进而获取更多的物理信息，例如光弹法等 高速红外热成像法 (1)断裂时刻
(2)断裂热量分布(1)红外热成像技术可以实时观测断裂试样表面的温度场，确定裂纹扩展时裂尖端产生的热量 (1)缺乏成熟的技术及理论支撑，使得这一技术仍然没有得到充分的利用
(2)高速红外热成像相机采集频率无法应对动态测试(1)热成像技术在断裂力学领域潜力很大，需要对理论及设备进一步完善以获得更多断裂信息 导电碳膜测试方法 (1)裂纹扩展速度 (1)具有良好的防水性、抗腐蚀性及热稳定性，可以对极端环境因素下的岩石裂纹扩展进行监测 (1)为保障测试精度，需要对裂纹扩展路径进行预测，且仅适用于光滑岩石表面
(2)目前应用范围较小，仅适用于特定复杂环境下的测试未来多物理场耦合作用下的岩石破坏是研究重点，可能获得广泛应用 裂纹扩
展计(1)裂纹扩展速度 (1)测试系统搭建相对简单
(2)相比传统电测应变计，可以连续测量裂纹扩展速度，测量间隔最低可达0.5 μs(1)为保障测试精度，需要对裂纹扩展路径进行预测，且仅适用于光滑岩石表面
(2)测量范围有限随着高速摄像和DIC技术的不断发展，未来会逐步被取代 声发射 (1)裂纹扩展特征
(2)损伤积累(1)敏感度高，可以监测到岩石试件的微小变化
(2)在破坏过程中持续监测，提供详细的声发射数据
(3)不会以任何方式改变岩石试样，可以对同一样品进行多次测试(1)虽然声发射提供了大量的数据，但是在没有对岩石破坏过程有深入探究的情况下很难正确分析结果
(2)动荷载在声发射监测中会造成极大的扰动，难以获得准确的结果
(3)在动态测试中，需要采集频率和敏感度更高的采集设备，同时需要具备信号处理技术(1)利用机器学习算法，采用先进的信号处理技术对原始信号进行分类，精准识别岩石破坏机制
(2)集成其他测试技术，如DIC测试方法，提供更详细的岩石变形和破坏过程2. 不同应变率条件下岩石裂纹扩展性质
应变率是影响岩石动态力学性质的最重要的参数，在不同应变率下，岩石材料的力学行为差异很大。如图9所示[78]为按照应变率高低分类的典型岩石动力学问题分类及加载方法，在研究岩石材料动态裂纹扩展问题中落锤、分离式霍普金森压杆和爆破为主要加载手段。
2.1 中低应变率下岩石裂纹扩展性质
在中低速的岩石动态冲击实验中，落锤是一种有效的加载系统。落锤冲击装置是通过一个已知重量和下落高程的冲击锤对岩石试件施加冲击荷载，通过计算冲击锤的动量来控制试件变形和破坏模式。目前，落锤冲击实验中岩石试样的应变率在1～100 s−1。图10所示[79]为传统实验室落锤装置，通常被用来对一些标准岩样进行冲击实验，测试岩石试样的动态力学性质。近年来，很多学者使用落锤装置对岩石材料的动态断裂性质进行了研究，包括动态断裂韧度、动态断裂能、裂纹扩展模式及动态破碎机理等[79-83]。
然而，传统落锤冲击装置大多为锤头在自身重力作用下直接与试件发生撞击从而引起试件破坏，在分析岩样的变形和破坏过程时存在精度不高的缺陷。为了实现兼顾试件大尺寸和冲击实验的高精度，周磊等[84]根据SHPB原理开发了落锤冲击装置，如图11所示[64]。该冲击装置主要由落锤、入射板、透射板和红外测速仪组成，在落锤与入射板撞击端粘贴黄铜片作为整形器，以减弱高频振荡并延长加载时间。实验过程中通过超动态应变仪和示波器采集入射端和透射端的电压信号，并且由下式计算可得作用于试样的应力波形[66, 84]：
σi(t)=E[εi(t)+εr(t)],σt(t)=Eεt(t) (3) 式中：E为入射板和透射板的弹性模量，εi(t)、εr(t)和εt(t)分别对应为入射波、反射波和透射波的时程曲线。图12所示[85]为落锤冲击系统下的典型波形，Fi(t)和Ft(t)分别为试件上下两端部所受的力, Fr(t)为试件上端反射波对应的力。
落锤冲击装置可以选择尺寸更大的试样进行实验，以此为岩石试样中裂纹扩展提供充足的空间，充分研究裂纹扩展的全过程包括起裂、扩展及止裂。并且可以在试样中加入不同形状的缺陷及洞室以研究裂纹与空腔结构之间的交互作用，同时可以改变试样和透射板的形状研究不同边界条件对裂纹扩展的影响。此外，结合数值手段，采用实验-数值相结合的方法，求解冲击荷载下岩石的裂纹扩展行为，包括扩展路径、动态起裂韧度、动态扩展韧度及止裂等问题[66-67, 86-87]。
如图13所示，Dong等[85]采用一种新型侧开变角度单裂纹三角形（variable angle single cleavage triangle, VASCT）构型来探究岩石在冲击荷载下的动态裂纹扩展行为。VASCT构型可以采用落锤冲击装置进行动态冲击实验，大尺寸可以减小边界反射波对裂纹扩展的影响，更便于分析应力波作用下岩石中裂纹起裂、扩展和止裂全过程。当裂纹倾斜角α=0°时，试件裂纹扩展模式为Ⅰ型，在裂纹动态扩展过程中，裂纹速度是不断波动的，并且会发生止裂现象，加载率越低，裂纹越容易止裂且止裂时间越长。同时采用实验-数值法对裂纹起裂韧度、扩展韧度及止裂韧度进行计算，结果表明，起裂韧度和止裂韧度均高于扩展韧度，但起裂韧度和止裂韧度差别不大。总体来看，动态裂纹扩展韧度和裂纹扩展速度成反比[8,66,88]；当α>0°时，试件裂纹扩展模式为Ⅰ/Ⅱ复合型，随着裂纹倾角α从0°到20°的变化，动态起裂时间、裂纹扩展速度及Ⅰ型动态断裂韧性大幅降低，而Ⅱ型动态断裂韧性不断增强。随着裂纹倾斜角从20°增大至60°，上述动态断裂参数的变化有轻微的上下波动[85]。
应力波在传播至不同波阻抗的界面时，会产生透射波和反射波，其性质与材料以及界面的形状有很大的关系，尤其是不同性质的反射波对裂纹扩展行为影响巨大。Wang等[89]和Lang等[90-91]发现V形边界和弧形边界产生的反射波对裂纹生长有抑制作用，并采用落锤冲击装置探究了冲击荷载下不同边界的裂纹止裂技术，如图14所示[90-91]。弧形边界和V形边界都对反射应力波有聚焦的作用，当反射应力波汇聚于运动中的裂纹尖端时对裂纹有明显的止裂作用。弧形边界中120°止裂效果最好，V形边界中也为120°止裂效果最好，弧形相比V形止裂效果更好。
除了考虑边界形状对裂纹扩展行为的影响，当裂纹扩展过程中遇到空腔和裂隙等缺陷时，裂纹扩展路径、扩展模式、扩展速度及扩展韧度均会发生变化。Zhou等[92]采用落锤冲击装置研究了裂纹在扩展过程中与裂隙之间的相互作用，Ⅰ型裂纹与倾斜裂隙相遇时会相互吸引并最终在倾斜裂隙尖端搭接，倾斜裂纹的扩展模式为Ⅰ/Ⅱ复合型，并且随着两裂纹间距离的增大，Ⅰ型应力强度因子不断减小，Ⅱ型应力强度因子不断增大，如图15所示[92]。Yang等[93]采用动态焦散线系统研究了冲击荷载下孔洞对裂纹扩展行为的影响，孔洞缺陷的存在会降低裂纹扩展速度及动态应力强度因子，此效应受孔洞直径影响，适当的孔径可以储存更多的应变能，从而在很大程度上限制裂纹的扩展。
如图16所示[94]，邓帅等[94]在落锤冲击装置中加入了侧向加压设备，以模拟赋存于地底深处岩体的应力状态。实验结果表明，原岩应力对裂纹的扩展有明显的阻碍作用，在裂纹动态扩展过程中需要克服原岩应力做功，需要的能量更大，能量的积累过程消耗的时间变长，导致起裂时刻滞后，裂纹扩展速度降低，且只有部分能量被用于裂纹扩展，裂纹扩展长度变短。
2.2 高应变率下岩石裂纹扩展性质
目前，在高应变率岩石动态实验中，SHPB是使用最广泛的加载设备。SHPB系统主体部分由充气仓、冲击杆、入射杆、透射杆和吸能杆组成，根据实验需求可以加入高速摄像模块和多轴加载模块等，如图17所示。当冲击杆撞击入射杆时，产生压缩脉冲并向试件传播，当该压缩脉冲到达入射杆与试件之间的界面时，一部分应力脉冲穿过试件，然后作为压缩脉冲传输到透射杆中，而其余部分作为拉伸脉冲反射回入射杆中。应变计通常安装在沿入射杆和透射杆长度的中点上，以记录试件两端的应力波。
图 17 传统分离式霍普金森压杆示意图Figure 17. Schematic diagram of the traditional split Hopkinson pressure barZhang等[22]和Xia等[95]对近年来SHPB在岩石动力学测试中的技术发展进行了总结，包括脉冲整形技术、多轴加载技术、动量陷阱技术和应变控制技术。在表2中总结了岩石动态断裂测试中SHPB主要发展进程，包括主流的断裂参数测试方法和SHPB设备的改进与创新。
表 2 分离式霍普金森压杆在岩石动态断裂测试中的主要发展Table 2. Main developments of split Hopkinson pressure bars in rock dynamic fracture tests年份 主要发展 来源 1966 应力-应变关系 文献[96] 1968 使用高速摄像机记录岩石动态断裂 文献[97] 1972 在SHPB中加入静水围压装置，应力-应变关系，不同形状弹头 文献[98] 2001 金属脉冲整形技术 文献[99] 2004 动量陷阱技术 文献 [100] 2008 SHPB杆径与加载率的关系 文献[101] 2008 动-静应力耦合状态下岩石动力测试 文献[102] 2010 人字形缺口巴西圆盘测试动态断裂韧度 文献[103] 2011 人字形缺口半圆弯曲试样测试动态断裂韧度 文献[104] 2011 三轴分离式霍普金森压杆系统 文献[105] 2012 围压和温度的耦合作用 文献[106] 2015 DIC技术应用于缺口半圆弯曲试样 文献[45] 2016 Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹扩展规律研究 文献[107] 2018 3D-DIC，全场应力应变监测 文献[50] 2018 节理粗糙度对岩体应力波能量的影响 文献[108] 2020 岩石-混凝土界面断裂性质 文献[109] 2020 热-水-力耦合条件下深部砂岩的冲击动力学特性 文献[110] 2020 含节理岩石中应力波传播特性 文献[111] 2021 真三轴电磁霍普金森压杆 文献[112] 2022 高温处理后Ⅰ型裂纹的扩展 文献[113] 2022 冻融循环下砂岩的断裂特征 文献[114] 2022 非均质的基质包裹体岩石的断裂性质 文献[77] 2022 应力波在岩体中传播的非衰减特性 文献[115] 王蒙等[107]设计了一种侧开半圆开口压缩（single cleavage semicircle compression, SCSC）试件，并采用SHPB系统探究了高速冲击下岩石裂纹扩展性质。如图18所示[107]，当x=0时，裂纹扩展为纯Ⅰ型；当x＞0时，裂纹扩展为Ⅰ/Ⅱ复合型。SCSC构型可以通过调节裂纹到试件中轴线的距离，来研究不同复合程度的裂纹问题，并且试件扩展路径较长，便于对裂纹快速扩展的路径进行分析，同时，可以通过路径判断裂纹在扩展过程中的止裂点[107,116-118]。Gao等[67]和Wang等[119]基于SCSC试件，探究了孔洞缺陷对岩石裂纹扩展行为的影响，发现孔洞会影响裂纹尖端附近的应力分布，进而改变裂纹生长路径及断裂模式。
矿物成分及晶粒尺寸的不同是岩石呈各向异性的重要原因，但是以上对岩石裂纹扩展影响程度不大，分析宏观裂纹扩展行为更多地应该考虑裂隙、节理等强不均匀因素。如图19所示[120]，王兴渝等[120]和Wang等[121]探究了不同节理倾角页岩中裂纹动态扩展性质，发现在主裂纹生长过程中会沿层理面开裂，进而产生次生裂纹并且次生裂纹更偏向于在裂纹扩展速度减缓区产生。页岩层理会使裂纹扩展路径发生偏转，这种作用随着加载率的增大而减小。相同加载率下，节理倾斜角为60°的页岩动态断裂韧度更低，裂纹扩展速度更高。除了岩石材料中天然存在的节理面，在岩土工程中广泛存在岩石和混凝土相接的界面。图20(a)[122]所示为冲击荷载下预制裂纹穿透砂浆-岩石界面的情形，预制裂纹能否穿透界面与两种材料刚度差异及界面粗糙度有关，材料差异越小，界面粗糙度越大，裂纹越容易穿过界面，而且当岩石与砂浆材料刚度差异过大时，裂纹会沿岩石-砂浆界面扩展。裂纹扩展韧度在界面过渡区随着加载率的提高而增大[122]。图20(b)[109]所示为冲击荷载下预制裂纹沿岩石-砂浆界面扩展的情形，岩石-砂浆界面裂纹扩展性质与界面粗糙度有很大关系，裂纹扩展速度与界面粗糙度成反比，裂纹扩展韧度与界面粗糙度成正比。早期沿岩石-砂浆界面破裂主要受拉应力驱动，后期由于应力波在2种材料间传播的不平衡会造成剪切破坏带[109]。
2.3 超高应变率下岩石裂纹扩展性质
对于超高应变率岩石动态实验，爆炸实验被广泛用来研究岩石的破碎及断裂破坏，应变率为102～104 s−1[123]。相对SHPB加载，爆炸加载有4点不同：(1)在SHPB加载过程中，试件处于动力平衡状态，并且可以得到稳定的加载波，裂纹扩展相比爆炸加载更可控；(2)爆炸加载产生的应力波波长更短；(3)爆炸加载下应变率远高于SHPB加载；(4)在爆炸实验中往往没有标准的构型测试岩石的动态性质，大多基于工程背景或者爆炸波特性设计相应的设备及试样进行实验，如图21所示。近年来，许多学者对爆炸荷载下岩石动态断裂性质进行了研究。王伟等[124]借助有限元软件，研究了爆炸波作用下岩石中Ⅰ型裂纹的动态扩展，发现爆炸冲击波的上升沿持续时间和峰值压力对岩石中Ⅰ型裂纹的扩展有很大影响。围岩在首次爆破后会形成复杂的岩石结构，Liu等[125]对初始爆破损伤下复杂围岩在爆炸荷载作用下的裂纹发育特征进行了研究。He等[126]建立了一种双轴围压与中心爆炸荷载耦合的新型实验装置，结合DIC技术测试了不同双轴围压下岩石中裂纹的扩展过程。由于炸药的使用受到严格管控，Peng等[127]和闫广亮等[128]用金属丝电爆炸模拟爆炸荷载，探究了在爆炸波作用下岩石、类岩石材料的应变动态演化及裂纹扩展过程。
爆炸应力波作用下，岩石等脆性材料的动态扩展韧度也被广泛研究，但由于没有推荐的构型进行测试，很多学者考虑到爆炸应力波传播、自由边界影响、空腔及洞室等因素设计了相关构型，研究了裂纹扩展过程及断裂韧度[129-132]。通过焦散线方法可以将膨胀波、剪切波及反射波以不同条纹形状表现出来，进而可以探究应力波对裂纹扩展行为的影响，不同性质的应力波从不同方向作用于裂纹，对裂纹的应力强度因子、扩展速度及扩展路径等均会产生影响[133-136]。Qiu等[137]采用焦散线方法研究了垂直向和水平向的反射爆炸应力波对扩展中裂纹的影响，结果表明，垂直反射的膨胀波会使裂纹应力强度因子及扩展速度降低，导致裂纹止裂；水平向反射的膨胀波使裂纹应力强度因子和扩展速度升高，促进裂纹张开。如图22所示，Xu等[138]采用动态光弹测试系统研究了爆炸应力波对爆生裂纹扩展行为的影响。结果表明，在爆炸波与反向传播的裂纹相互作用过程中，膨胀应力波抑制裂纹扩展，而剪切应力波促进裂纹扩展。这些结果对于确定合理的钻孔间延迟时间、精确控制裂缝扩展行为具有重要意义。几何形状不规则的小尺寸试件中存在应力波边界反射行为，并会干预裂纹的扩展，因此，边界的反射拉伸波会对实验结果的准确性产生不可忽略的影响。刘瑞峰等[139]和Liu等[140]设计了一种内部单裂纹圆盘（single internal crack circular disc, SICCD） 试件 ，可以用来研究爆炸荷载下I型裂纹的扩展行为，如图23(a)所示[140]。SICCD构型的尺寸可以避免爆炸应力波传递至试件边界产生的反射拉伸波对裂纹扩展的影响，在反射爆炸波到达裂纹尖端时，裂纹在监测区域已经完成扩展进而避免了反射拉伸波的影响。此外，结合CPG测试系统和实验-数值计算方法可以测试岩石材料在爆炸应力波作用下的动态断裂参数，包括起裂时间、起裂韧度、扩展韧度和止裂韧度。测试结果表明，岩石材料起裂韧度高于扩展韧度，相比于裂纹的起裂，裂纹在动态扩展时所需的驱动力相对较小。而引起裂纹在扩展过程中止裂的因素有很多，包括动荷载类型、试件构型及尺寸、裂纹长度等因素，所以对于止裂韧度的测试还需要在未来研究中进一步探究。Wan等[131]在试件边缘设置了一系列平行的缺口，制造了垂直于裂纹扩展方向的自由边界（rectangle plate with a crack and edge notches, RPCEN），改变了反射拉伸波的运动方向，从而避免了反射应力波对裂纹扩展行为的影响，提高了对断裂韧度测试的精准性，如图23(b)所示。
孔洞、节理、层理等缺陷对爆炸应力波传播有很大影响，从而会影响爆生裂纹的扩展行为。如图24所示，李盟等[132]研究了爆炸荷载下孔洞对裂纹动态扩展行为的影响，发现当裂纹在2个空孔之间扩展时，裂纹可能分叉成2条与这2个孔相连的裂纹，也可能停在这2个孔之间，也可能穿过这2个孔。当两孔间距小于一定值时，产生垂直于扩展裂纹的应力在止裂过程中起着关键作用，增大了裂纹的扩展韧度，降低了裂纹的扩展速度。这种止裂原理解释了隧道光面爆破中轮廓孔对岩体破碎的抑制作用，起到平整隧道爆破面的作用[129-132]。Xu等[141]研究了不同角度未填充节理对爆生裂纹扩展行为的影响，结果表明：垂直节理产生的反射波抑制裂纹动态应力强度因子
KdⅠ ，并降低了裂纹速度；斜节理产生的反射波增大了扩展裂纹的应力强度因子KdⅡ ，使裂纹以Ⅰ/Ⅱ混合型方式扩展，诱发裂纹偏转。3. 结论与展望
在岩石动态断裂测量技术中，主要的监测手段分为非接触式的光学方法和接触式的电测法。随着高速摄影技术的不断发展，非接触的光学方法将岩石动态断裂测试提升到了新的高度，通过将高频率的光学信息进行转换，可以得到高精度、多维度、大测试范围和长时间尺度的力学信息。其中X射线CT重构法可以还原岩石内部裂纹扩展的演化过程，提供三维裂纹信息，定量研究岩石裂纹动态扩展；焦散线法可以实时观测裂纹的生长过程，进而计算得到裂纹扩展长度和裂纹扩展速度，并且根据焦散斑图像理论，可以直接计算得到裂纹尖端的动态应力强度因子；数字图像相关法可以获得高应变率实验中高分辨率全场应变信息，进而可以定量分析裂纹扩展过程和机理。接触式的电测法相对光学测试方法而言更便捷，获取数据的频率更高，其中CPG和导电碳膜可通过电路中电信号的变化获得裂纹的起裂时间和扩展速度，但是测试范围小，获取的信息也较单一。
应变率是动态实验中的重要参数，落锤冲击装置、SHPB系统和爆炸实验分别广泛应用于中低应变率、高应变率和超高应变率实验中。
在中低应变率中多采用落锤装置对岩石试样进行冲击实验，相比传统实验室落锤装置，落锤冲击装置根据SHPB原理设计，对岩石试件施加应力波以探究动态裂纹扩展行为。在落锤冲击装置中可以选择尺寸更大的试样进行实验，以此为岩石试样中裂纹扩展提供充足的空间，研究裂纹扩展的全过程，包括起裂、扩展及止裂。联合实验-数值相结合的方法可以对起裂韧度、扩展韧度及止裂韧度进行求解。在落锤冲击装置下，带有预制裂纹的侧边开口试件可以很好地研究不同扩展模式、不同边界条件的裂纹扩展问题。此外，在落锤冲击装置中还可以加入被动测压装置以研究原岩应力下岩石裂纹动态扩展性质。
近年来，随着SHPB技术的高速发展，脉冲整形技术和动量陷阱技术可以保证试件在加载过程中达到应力平衡状态且为单脉冲加载。在此基础上，岩石的各种基本动态力学参数都能得到标准化的测试，包括动态抗压强度、动态抗拉强度和动态剪切强度。在动态断裂韧度方面，NSCB、CCNBD和CCNSCB为当下主流的3种量化方法。对于动态裂纹扩展问题而言，由于SHPB配套加载技术和测试手段不断完善，不同荷载条件（单轴、双轴、三轴），不同环境条件（高温、低温、高渗），不同扩展模式（Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅰ/Ⅱ复合型），不同岩石因素（节理、界面、缺陷）均受到了广泛的关注。
在超高应变率中的岩石裂纹扩展问题，主要总结了几种在爆炸应力波作用下对裂纹扩展性质的研究方法。根据爆炸应力波的传播规律和爆生裂纹扩展原理，SICCD试件通过确定合适的爆心位置和几何尺寸来避免反射爆炸波对裂纹扩展行为的影响，RPCEN试件则巧妙地设置了自由边界以改变反射波的路径进而减少了反射波对裂纹扩展的影响。以上构型结合实验-数值法可以获得裂纹动态起裂韧度、扩展韧度和止裂韧度。
虽然动荷载下岩石材料裂纹扩展实验研究已经取得了丰硕的结果，在实验方法和测试技术方面取得了长足的发展，但仍有待进一步完善。现在大部分岩石动力实验研究集中于常规尺度和常规环境下展开，并且裂纹扩展行为大多在二维平面下进行讨论。进一步探究岩石断裂机理需要考虑其地质环境条件，在多维度、多尺度、多物理场耦合等条件下进行实验探究，目前相关研究鲜有涉及，需要进一步深入研究：
(1)岩石是一种非均质、各向异性的多矿物相材料，从不同尺度剖析其断裂过程可以更深入地理解其断裂机理。目前更多关注的是宏观尺度的岩石断裂实验，对于微观尺度的岩石动力学研究基本处于起步阶段。需要进一步开发新的实验技术和精细化测量仪器去捕捉微观尺度的岩石断裂行为，完善相关理论。
(2)在动荷载下，岩石体的断裂行为往往是贯穿式的，而目前绝大多数测量方法都是针对二维平面进行监测的，对于岩石体内部三维裂纹的实时高频监测还不能实现。高速摄像机和X射线计算机断层扫描等技术已经对岩石断裂领域产生了重大影响，未来需要联合多种设备实现对岩石体的多维度测量，例如高速摄像机与高能X射线的结合[142-144]。
(3)传统的动态岩石断裂实验主要涉及高速冲击或爆炸加载，这些加载形式往往不能反映岩石体真实历程，未来可以开发新的测试方法以实现更真实的加载条件，例如地震波和采矿作业动荷载等。
(4)环境因素对岩石断裂行为的影响十分重要，包括地应力、温度和流体流动等因素。未来研究需要考虑这些环境因素对裂纹扩展行为的影响，开发新的模型预测和控制不同环境下的裂纹生长。
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图 1 岩石工程中影响裂纹扩展的各种因素
Figure 1. Influencing factors in rock engineering suffering from various dynamic loads
图 17 传统分离式霍普金森压杆示意图
Figure 17. Schematic diagram of the traditional split Hopkinson pressure bar
表 1 动荷载下岩石裂纹扩展测试技术总结
Table 1. Summary of techniques for testing rock crack growth under dynamic load
测试方法 适用范围 优势 不足 发展趋势 X射线
计算机
断层扫描
技术（CT）(1)3D裂纹重建
(2)孔隙率分析
(3)矿物识别(1)可以对岩石试件的内部进行无损成像且可以进行多次测量，以此进行预选试样及事后评估
(2)可以分析矿物相分布、孔隙空间和其他微观结构特征，提供岩石内部结构的定量信息
(3)可以对岩石内部裂纹进行3D重建，是为数不多可以研究岩石内部裂纹扩展模式的方法(1)CT扫描更适用于对较完整的试样进行事后分析，不适用于动荷载下破碎程度很大的试件
(2)对于动荷载下的实时测量较困难，原位测试技术有待成熟
(3)X射线CT扫描分析成本高，实验过程具有放射性，需要专业实验员操作(1)实现高精度原位CT扫描技术，还原高应变率下岩石内部3D裂纹扩展
(2)结合裂隙分布、矿物相和其他物理信息建立多尺度岩石信息模型数字图像相关法（DIC） (1)位移、应变测试
(2) 裂纹扩展速度
(3) 动态应力强度
因子(1)可以提供高分辨率的变形和位移测量，相比传统测试方法（应变计）更加精细
(2)非接触测量，不需要与试件进行物理接触，降低了在动荷载下损坏试件的风险，更加适用于岩石这种脆性材料
(3)对岩石试样进行全场测量，提供全场变形和位移
(4)计算自动化，在处理数据阶段全自动计算变形和位移等参量，提高结果的可靠性和可重复性(1)设置复杂，搭配动荷载装置设置DIC系统是极其复杂的，需要解决同步触发问题
(2)最终得到的计算结果十分依赖于图像质量，而影响图像质量的因素很多，包括光照、相机采集频率和相机分辨率等
(3)系统价格昂贵，目前在图像采集和数据计算所需设备和软件均需要很高的成本(1)目前应用最广泛的是岩石平整表面的DIC分析，未来可成熟测量曲面、不规则表面的3D-DIC分析
(2)随着高速摄像技术和DIC数据处理的不断进步，测试范围、测量精度及计算速度会进一步提升焦散线实验方法 (1)动态应力强度
因子
(2)裂纹扩展速度(1)焦散线实验是一种非接触无损伤的测试方法
(2)根据焦散线理论可以计算获得裂纹扩展信息，包括动态应力强度因子、裂纹扩展速度、裂尖能量变化(1)用于焦散线实验测试的区域较小，测试样品大小收到限制
(2)测试方法复杂，需要高水平的专业知识才能准确执行数据结果作为传统的光学测量方法，拥有极高的精度，随着高速摄像的不断发展，焦散线技术会集成其他测试方法进而获取更多的物理信息，例如光弹法等 高速红外热成像法 (1)断裂时刻
(2)断裂热量分布(1)红外热成像技术可以实时观测断裂试样表面的温度场，确定裂纹扩展时裂尖端产生的热量 (1)缺乏成熟的技术及理论支撑，使得这一技术仍然没有得到充分的利用
(2)高速红外热成像相机采集频率无法应对动态测试(1)热成像技术在断裂力学领域潜力很大，需要对理论及设备进一步完善以获得更多断裂信息 导电碳膜测试方法 (1)裂纹扩展速度 (1)具有良好的防水性、抗腐蚀性及热稳定性，可以对极端环境因素下的岩石裂纹扩展进行监测 (1)为保障测试精度，需要对裂纹扩展路径进行预测，且仅适用于光滑岩石表面
(2)目前应用范围较小，仅适用于特定复杂环境下的测试未来多物理场耦合作用下的岩石破坏是研究重点，可能获得广泛应用 裂纹扩
展计(1)裂纹扩展速度 (1)测试系统搭建相对简单
(2)相比传统电测应变计，可以连续测量裂纹扩展速度，测量间隔最低可达0.5 μs(1)为保障测试精度，需要对裂纹扩展路径进行预测，且仅适用于光滑岩石表面
(2)测量范围有限随着高速摄像和DIC技术的不断发展，未来会逐步被取代 声发射 (1)裂纹扩展特征
(2)损伤积累(1)敏感度高，可以监测到岩石试件的微小变化
(2)在破坏过程中持续监测，提供详细的声发射数据
(3)不会以任何方式改变岩石试样，可以对同一样品进行多次测试(1)虽然声发射提供了大量的数据，但是在没有对岩石破坏过程有深入探究的情况下很难正确分析结果
(2)动荷载在声发射监测中会造成极大的扰动，难以获得准确的结果
(3)在动态测试中，需要采集频率和敏感度更高的采集设备，同时需要具备信号处理技术(1)利用机器学习算法，采用先进的信号处理技术对原始信号进行分类，精准识别岩石破坏机制
(2)集成其他测试技术，如DIC测试方法，提供更详细的岩石变形和破坏过程
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表 2 分离式霍普金森压杆在岩石动态断裂测试中的主要发展
Table 2. Main developments of split Hopkinson pressure bars in rock dynamic fracture tests
年份 主要发展 来源 1966 应力-应变关系 文献[96] 1968 使用高速摄像机记录岩石动态断裂 文献[97] 1972 在SHPB中加入静水围压装置，应力-应变关系，不同形状弹头 文献[98] 2001 金属脉冲整形技术 文献[99] 2004 动量陷阱技术 文献 [100] 2008 SHPB杆径与加载率的关系 文献[101] 2008 动-静应力耦合状态下岩石动力测试 文献[102] 2010 人字形缺口巴西圆盘测试动态断裂韧度 文献[103] 2011 人字形缺口半圆弯曲试样测试动态断裂韧度 文献[104] 2011 三轴分离式霍普金森压杆系统 文献[105] 2012 围压和温度的耦合作用 文献[106] 2015 DIC技术应用于缺口半圆弯曲试样 文献[45] 2016 Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹扩展规律研究 文献[107] 2018 3D-DIC，全场应力应变监测 文献[50] 2018 节理粗糙度对岩体应力波能量的影响 文献[108] 2020 岩石-混凝土界面断裂性质 文献[109] 2020 热-水-力耦合条件下深部砂岩的冲击动力学特性 文献[110] 2020 含节理岩石中应力波传播特性 文献[111] 2021 真三轴电磁霍普金森压杆 文献[112] 2022 高温处理后Ⅰ型裂纹的扩展 文献[113] 2022 冻融循环下砂岩的断裂特征 文献[114] 2022 非均质的基质包裹体岩石的断裂性质 文献[77] 2022 应力波在岩体中传播的非衰减特性 文献[115]
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