高温循环作用后大理岩裂纹扩展试验研究

利用偏光显微镜对经历不同高温循环作用后的细粒大理岩进行观测,通过统计微裂纹长度、开度、数量等参数,探讨不同加热循环次数后岩样内微裂纹的扩展规律。结果表明,(1)经历不同热循环次数作用的岩样,微裂纹的数量和长度均不同,未经热处理岩样内颗粒致密,胶结较好,内部无明显的微裂纹。经历4次热循环作用后岩样内微裂纹发育明显,以晶界裂纹为主,开度和长度均显著增加。岩样经历16次热循环作用后开度持续增大,为55μm,是4次热循环的4倍;(2)对不同热循环处理后岩样内部发育微裂纹的方向进行了统计,发现微裂纹无明显的方向性,还表明细观切片的取样位置对微裂纹的发育影响不大;(3)线性裂纹密度随热循环次数的增加而增大,经历16次热循环作用后岩样的线性裂纹密度是没有经历热处理岩样的21倍。

完整岩石的Hoek-Brown破坏准则适用条件及其与一种新的破坏准则对比

作为一种非线性经验强度模型,Hoek-Brown(H-B)破坏准则有一定的适用条件。基于H-B破坏准则的基本公式,建议将围压范围0<σ3<0.5σc(σ3为岩石破坏时的最小主应力;σc为单轴抗压强度)作为其适用条件,在该条件下H-B破坏准则能较好地拟合岩石三轴压缩试验数据。进而采用一种新的完整岩石破坏准则与H-B破坏准则对几组岩石三轴压缩试验数据进行拟合,对比发现,在适用条件内,H-B破坏准则可较好地拟合岩石三轴压缩试验数据,然而将拟合延伸到高围压阶段会高估岩石强度,需引起注意;新模型可在较大围压范围内较好地拟合岩石三轴压缩试验数据,有更强的非线性能力和适用性。

高温热循环作用下大理岩三轴压缩力学特性

深部资源开采中,温度对围岩力学特性具有显著影响,准确掌握岩石在不同热损伤作用下的强度与变形性质对于评价深部岩体工程稳定性具有重要意义。基于常规三轴压缩试验研究了不同高温热循环次数作用下的岩石强度与破坏特性。结果表明:1)岩石低围压下表现为脆性,随围压增高,岩石延性增强,而随热循环次数增大,岩石延性逐渐减弱;2)不同热循环次数作用下岩石强度演化可以用Mohr-Coulomb准则进行表征,摩擦力随热循环次数增大基本保持不变,而黏聚力则线性降低;3)岩石在低围压下表现为单剪破坏,在高围压下发生共轭剪切破坏,随热循环次数增大,岩石在低围压下表现为轴向劈裂破坏,在高围压下表现为单剪破坏,岩样破坏时的完整性随热循环次数增大而降低。