大理巖脆-延性轉化影響因素及力學機制的研究.pdf

1、隨著巖體工程不斷向深部發(fā)展，其所處的地質和應力環(huán)境變得更為復雜，這需要對深部巖石的力學性質及破壞機理進行更深入的研究。巖石脆-延性轉化為地下工程開挖后巖石力學性質變化的逆過程，但目前在室溫下對巖石脆-延性轉化機理的研究還是比較少，所以有必要對巖石脆-延性轉化進行進一步研究，本文主要研究工作與成果如下：
　　(1)在不同圍壓下對兩種大理巖（廣西賀州大理巖和北京房山大理巖）共進行了五組常規(guī)三軸壓縮試驗，用于研究圍壓、應變率、加載控制方

2、式和巖石類型對大理巖脆-延性轉化的影響。采用掃描電子顯微鏡對實驗后的試樣進行微觀觀察以及波速的測量，來研究大理巖脆-延性轉化的力學機制。
　　(2)依據(jù)常規(guī)三軸壓縮試驗結果，發(fā)現(xiàn)在本文所研究的影響因素中，圍壓是大理巖脆-延性轉化的主要影響因素，隨著圍壓的增加大理巖的脆性特征減少，延性特征增加。采用應力-應變曲線屈服平臺的對應的軸向應變量作為判別大理巖脆-延性轉化的標準。
　　(3)研究了不同應變率對大理巖脆-延性轉化和力學性

3、質的影響，發(fā)現(xiàn)在大理巖脆性破壞的圍壓范圍內，本文實驗所采用的應變率對大理巖脆-延性轉化并沒有影響，在大理巖發(fā)生脆-延性轉化的圍壓范圍內，低應變率會促進大理巖發(fā)生脆-延性轉化。在本文實驗所采用的應變率對大理巖的強度、彈性模量、泊松比等力學特性并沒有影響。在高圍壓下，采用兩種控制方式獲得的應力-應變相類似，但是采用環(huán)向變形控制得到屈服平臺更平緩.
　　(4)在相同圍壓下北京房山大理巖的強度、彈性模量和泊松比明顯大于廣西賀州大理巖，而廣

4、西賀州大理巖比北京房山大理巖更容易發(fā)生脆-延性轉化，廣西賀州大理巖在較低圍壓下就完成脆-延性轉化，北京房山大理巖由脆性斷裂到延性流動的轉化過程經(jīng)歷一個半脆性的過渡過程。
　　(5)通過在電子掃描顯微鏡對實驗后試樣進行觀察，并結合試樣不同圍壓下的變形特征和實驗前后試樣波速的變化情況，提出圍壓影響大理巖脆-延性轉化的力學機制為:圍壓抑制局部破壞的發(fā)生，從而使大理巖發(fā)生局部破壞到整體性破壞再到整體性變形的轉化。在低圍壓下，大理巖晶體顆粒