基于X射线衍射法的含石英脉硅质板岩封闭应力测量

岩石在冷却和漫长的地质演化过程中会有应力被封闭其中,岩石中存在封闭应力的现象逐渐被人们所认识。为揭示岩石封闭应力的存在形式,利用X射线衍射仪,对含石英脉硅质板岩样品采用侧倾固ψ法测量并计算了封闭应力的量值,确定了封闭应力的主应力。研究发现:含石英脉板岩样品测试石英脉区域石英粒径约40μm;在衍射角152°~156°扫描范围具有良好的独立衍射峰,获得的不同ψ时的(324)晶面衍射图谱,其衍射峰偏移方向具有一致性,证明了封闭应力的存在;石英脉测量点的封闭应力为压应力,最大主应力平行脉体走向(22.71 MPa),最小主应力垂直脉体走向(12.97 MPa);基体测点中未测得2θ–sin^(2)ψ线性相关规律。本文所提出的封闭应力的测量方法可为后续开展不同类型岩石封闭应力的观测和相关研究提供参考。

封闭应力方向对巴西圆盘试验影响的数值模拟

为揭示封闭应力对巴西圆盘应力分布和破裂演化过程的影响,开展不同方向封闭应力对巴西圆盘破裂二维数值模拟研究。将封闭应力的区域等效成一个封闭的包裹体分布在岩体中,探究不同方向封闭应力对圆盘应力分布和裂纹扩展的影响。结果表明,施加封闭应力的部位出现局部应力变化明显高于未施加的区域,随着加载的进行,施加封闭应力区域的局部应力小于周围未施加封闭应力的区域;对比有无封闭应力存在时加载过程中最大米塞斯应力,得出当封闭应力与加载方向夹角为0°时最大,为20.78 MPa;当无封闭应力和封闭应力方向为0°时,圆盘中心起裂,封闭应力方向为30°,60°,90°时,圆盘的裂纹带发生倾斜并出现多条倾斜短裂纹,圆盘未中心起裂。