高溫作用后花崗巖單軸壓縮下變形破壞特征研究*

吳 云 李曉昭 黃 震 許文濤 鄧龍傳 劉茂爭(zhēng)

(①南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院， 南京 210023，中國(guó)) (②江西理工大學(xué)資源環(huán)境與工程學(xué)院， 贛州 341000，中國(guó)) (③江蘇長(zhǎng)江地質(zhì)勘查院， 南京 210046，中國(guó))

0 引 言

高溫會(huì)導(dǎo)致巖石的物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，例如強(qiáng)度、質(zhì)量損失率、波速等等，例如，深部采礦工程，水電工程引水隧道，核廢料深埋地質(zhì)處置工程等，隨著深度的增加，溫度也在上升，如何解決深部巖石工程的“高溫”問(wèn)題，對(duì)巖石力學(xué)工作者提出了巨大的挑戰(zhàn)(錢七虎等， 2008)。隨著經(jīng)濟(jì)和人口的迅速發(fā)展，地面資源日益緊張，向地球深部進(jìn)軍已然成為目前獲取資源的最主要手段之一(孫鈞， 2019)。巖石是自然界經(jīng)歷漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代而形成的產(chǎn)物，是一種復(fù)雜的地質(zhì)材料，其內(nèi)部含有裂紋、孔隙等原始缺陷(張艷博等， 2020)。巖石破壞是內(nèi)部缺陷在外部環(huán)境作用下長(zhǎng)期累計(jì)的過(guò)程。

聲發(fā)射作為一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，主要通過(guò)巖石或材料在發(fā)生變形或破壞時(shí)釋放彈性波，從而被儀器接收。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)對(duì)高溫作用后的巖石破壞規(guī)律進(jìn)行了大量的研究，取得了可觀的成果。吳剛等(2007)對(duì)砂巖在100～1200 ℃溫度作用后的力學(xué)特性進(jìn)行了研究，并對(duì)砂巖的高溫破壞機(jī)制進(jìn)行了探究，結(jié)果表明：溫度導(dǎo)致巖石內(nèi)部的礦物成分、微觀結(jié)構(gòu)變化以及熱應(yīng)力是導(dǎo)致巖石發(fā)生變形破壞的原因。翟松韜等(2013)研究了花崗巖在20～800 ℃單軸壓縮下的聲發(fā)射特征，對(duì)加載過(guò)程中的振鈴計(jì)數(shù)率及聲發(fā)射特征參量隨時(shí)間的變化規(guī)律進(jìn)行了分析?！?br>