生物胶结砂的断裂
材料科学
2023-11-15 v1 计算工程、金融与科学
应用物理
摘要
生化反应能够生产如砂岩之类的仿生材料。在本研究中,采用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)制备实验室尺度试样以测量断裂韧性。测量了I型及混合模式断裂韧性随胶结程度的变化,并将其与强度、渗透率和孔隙率关联。建立了一个微观力学模型以预测I型断裂韧性对胶结程度的依赖关系。此外,确定了裂纹尖端 应力在决定混合模式加载下转折角与韧性中的作用。在足够低的胶结程度下,裂纹尖端附近的微开裂区足够大,以至于裂纹尖端 场不再存在且裂纹转折理论不再适用。解释了沉积岩胶结与断裂性质之间的相互作用;该理解支撑了包括水力压裂在内的广泛岩石断裂现象。
引用
@article{arxiv.2311.07785,
title = {Fracture of bio-cemented sands},
author = {C. Konstantinou and E. Martínez-Pañeda and G. Biscontin and N. A. Fleck},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.07785},
year = {2023}
}