不同温压条件下居庸关花岗岩脆塑性转化与失稳型式的实验研究

为研究花岗岩的脆塑性转化和失稳型式 ,在固体围压介质三轴实验系统上进行了 3组高温高压实验。结果表明 ,温度小于 30 0℃时花岗岩为脆性破裂 ,大于 80 0℃时为塑性变形 ,在30 0～ 60 0℃ ,花岗岩为半脆性破裂和碎裂流动 ,在 60 0～ 80 0℃ ,花岗岩为半脆性流动。花岗岩的渐进破坏发生在低压区域 ;突发失稳发生在室温高压 (≥ 30 0MPa)和高温高压 (5 5 0℃ 60 0MPa～65 0℃ 70 0MPa)两个区域 ;在突发失稳与渐进破坏区域之间存在大范围的准突发失稳区。在实验温压范围内 ,影响花岗岩脆塑性转化的首要因素是温度 ,其次是围压 ;

实时高温下加载速率对花岗岩力学特性影响的试验研究

为综合考虑温度、加载速率两个因素对花岗岩力学性质及破坏方式的影响,在实时高温（25~1 000℃）作用下利用MTS810电液伺服材料试验系统对岩样进行不同加载速率作用下的单轴压缩试验。研究结果表明：（1）各个温度点,岩样单轴压缩应力-应变曲线大致经历了压密、弹性、屈服、破坏4个阶段。岩样峰后曲线在加载速率为0.001~0.01 mm/s出现台阶型分段跌落状,在加载速率为0.01~0.1 mm/s呈现光滑、陡峭的连续曲线。（2）岩样峰值强度、弹性模量随温度的升高可分为4个阶段：25~200℃区间为缓慢上升段;200~600℃区间为快速下降段;600~800℃区间为缓慢上升段;800~1 000℃区间为平缓下降段。1 000℃时的峰值强度和弹性模量相对于25℃时分别降低了53.47%和64.34%。峰值应变与温度呈现三次多项式拟合关系。（3）岩样峰值强度、弹性模量与加载速率对数均呈现二次多项式增长关系,加载速率为0.1 mm/s时的峰值强度和弹性模量相对于0.001 mm/s时分别提高了38.82%和37.22%。岩样峰值应变与加载速率没有明显的对应关系。（4）单轴压缩状态下,随着温度的升高,花岗岩变形破坏形式由拉剪破裂向锥形破裂并伴随向碎性流动过渡,失稳型式由突发失稳向渐进破坏过渡。同一温度状态下,加载速率对岩样的破裂形式没有明显影响,但失稳型式发生了变化。

高温作用后花岗岩三轴压缩试验研究

为综合考察温度、围压对花岗岩力学性质及破坏方式的影响,在高温（25℃~1 000℃）作用后,利用MTS815.02电液伺服材料试验系统对花岗岩岩样进行不同围压作用下的三轴压缩试验。研究结果表明,（1）围压一定时,经历不同高温作用后花岗岩三轴压缩全应力-应变曲线经历了压密、弹性、屈服、破坏、塑性流动5个阶段;（2）经历不同高温作用后岩样三轴抗压强度与围压呈非线性二次多项式增长关系,围压为40 MPa时的抗压强度比单轴抗压强度提高了382.30%;常规三轴压缩条件下,400℃是花岗岩力学参数的阀值温度;（3）经历高温作用后,岩样弹性模量随围压升高呈增大趋势,围压为40 MPa时的弹性模量比单轴时提高了90.26%;随温度升高呈二次非线性减小,1 000℃时的弹性模量比25℃时降低了57.16%;（4）花岗岩的失稳型式同时取决于围压和温度。单轴压缩状态下,随着温度的升高,岩样变形破坏型式由脆性破裂向塑性变形过渡,失稳型式在低温时为突发失稳、中高温为准突发失稳,温度高于800℃为渐进破坏;三轴压缩状态下,随着围压的增大,岩样破裂型式由脆性张拉破裂逐渐向剪切破裂过渡,岩样的失稳型式以突发失稳为主。在试验温压范围内,影响花岗岩力学性质的首要因素是温度,其次是围压。