角闪石高温脆-韧性转变变形的显微与亚微构造证据——以滇西点苍山深变质剪切糜棱岩为例

对点苍山地区高温变形角闪质岩石应用光学显微镜和透射电子显微镜侧重开展了显微与亚微构造分析,同时利用电子探针分析并结合应用角闪石地质压力计和角闪石-斜长石地质温度计,揭示了中部地壳环境(约637℃和0.653GPa)角闪石高温脆-韧性转变条件下的变形机制.结果表明:(1)中部地壳剪切变形形成的角闪质糜棱岩具有典型的糜棱结构,由粗大的变形残斑和细小的基质颗粒所组成.岩石中不同矿物具有截然不同的变形表现,角闪石和长石表现出强烈的细粒化,石英以重结晶生长为特点;(2)角闪石具有典型的脆-韧性转变属性,糜棱岩中具有不同结晶学方向的角闪石晶体颗粒呈现为"硬(Ⅰ型)"和"软(Ⅱ型)"残斑."硬"残斑很少有明显的晶内变形,或局部出现微破裂作用和位错缠结."软"残斑遭受强烈变形,初期也以位错缠结(核部为代表)为主,但随后出现的双晶作用和位错的滑移与攀移(可能是由于水解弱化引起)使之转变形成细小的动态重结晶基质颗粒.两种类型的残斑和基质的显微与亚微构造特点对于角闪石的脆-韧性转变表现给予了最好的论证;(3)双晶成核重结晶机制是脆-韧性转变条件下角闪石动态重结晶的一种重要过程.在双晶成核重结晶机制中,(100)[001]双晶滑移与位错蠕变(滑移与攀移)相互促进、共同作用.

计及温度与应变率效应的超高分子量聚乙烯纤维束的拉伸力学性能

文中针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维束在计及温度(-60~80℃)和应变率(1×10^(-5)~3.3×10^(-2)s^(-1))的25种工况下,基于轴向拉伸实验数据,研究了UHMWPE纤维束力学性能的温度和应变率效应及其破坏模式。结果表明,UHMWPE纤维束的力学性能具有一定的应变率和温度效应,但后者具备更为强大的影响力,其使UHMWPE纤维束在温度高于50℃时强度产生显著下降;此外,低温在提升UHMWPE纤维束拉伸强度的同时也会削弱其力学性能的应变率效应,在-40~-60℃范围内,UHMWPE纤维束拉伸强度和失效应变基本不受应变率影响。在UHMWPE纤维束的损伤破坏模式研究中发现,在脆-韧性转变存在的温度区间内(25~80℃),转变发生的临界应变率与温度之间具有密切联系,温度每升高约30℃,临界应变率就会提升1个量级。

浅成断层带的低温脆-韧性破裂共生机制

采自那米比亚Darmara区Autseib浅成断层带的方解石构造岩具有两种显著的结构反差 :( 1 )微米级细粒基质与厘米级粗晶碎斑 ;( 2 )宏观脆性碎裂结构与微观韧性糜棱结构 .韧性破裂作用 ,即由双晶作用、流体相促进的位错蠕变和动态重结晶作用诱发与协调的破裂作用是岩石变形的重要机制 .

热力耦合作用下无烟煤煤体变形特征的试验研究

利用自主研制的"600℃20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机"系统,研究φ200mm×400mm大尺寸无烟煤试样在恒定500m原岩应力状态(轴压12.5MPa、围压15MPa),以10℃/h的升温速率从20℃升至600℃过程中的变形规律。试验结果表明:随着温度的升高,无烟煤煤体的变形可分为3个阶段,即20℃～200℃热膨胀阶段、200℃～400℃缓慢压缩阶段和400℃～600℃剧烈压缩阶段。其中,400℃～450℃为无烟煤煤体变形由脆性机制转变为韧性机制的临界温度范围,温度和压力是影响无烟煤煤体变形脆-韧性转变的主要因素,且具有明显的温压等效性,即较高的临界温度所需转化压力较低。热力耦合作用和热解产气是影响煤体变形的关键因素,尤其在高温阶段,热解产气对变形起到主控作用。

高温高压实验变形煤流动的宏观与微观力学表现

对沁水煤田不同地区不同煤级的煤岩样品开展了同步升温和升压高温高压实验变形(温度200～500℃；围压200～500 MPa；应变速率0.5×10^(-5)/s；全量应变-10%)．实验结果显示,在不同的温度和压力条件下煤岩的强度有着显著的变化．对于煤岩强度的影响,温度的效应要高于压力的效应．结合显微构造分析可以认为,实验环境条件下煤岩的脆-韧性转变发育于200℃/200 MPa和300℃/300 MPa之间．煤岩的脆性变形产生了宏观破裂带和透入性破裂组合,而大量发育的波状消光、变形纹和动态重结晶颗粒等充分反映了较高温度和压力条件下晶质塑性变形过程的主导地位．