大理巖脆-延性轉(zhuǎn)化影響因素及力學(xué)機(jī)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(zhì)和應(yīng)力環(huán)境變得更為復(fù)雜，這需要對(duì)深部巖石的力學(xué)性質(zhì)及破壞機(jī)理進(jìn)行更深入的研究。巖石脆-延性轉(zhuǎn)化為地下工程開挖后巖石力學(xué)性質(zhì)變化的逆過(guò)程，但目前在室溫下對(duì)巖石脆-延性轉(zhuǎn)化機(jī)理的研究還是比較少，所以有必要對(duì)巖石脆-延性轉(zhuǎn)化進(jìn)行進(jìn)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(duì)兩種大理巖（廣西賀州大理巖和北京房山大理巖）共進(jìn)行了五組常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)，用于研究圍壓、應(yīng)變率、加載控制方

2、式和巖石類型對(duì)大理巖脆-延性轉(zhuǎn)化的影響。采用掃描電子顯微鏡對(duì)實(shí)驗(yàn)后的試樣進(jìn)行微觀觀察以及波速的測(cè)量，來(lái)研究大理巖脆-延性轉(zhuǎn)化的力學(xué)機(jī)制。
　　(2)依據(jù)常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)結(jié)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(zhuǎn)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(yīng)力-應(yīng)變曲線屈服平臺(tái)的對(duì)應(yīng)的軸向應(yīng)變量作為判別大理巖脆-延性轉(zhuǎn)化的標(biāo)準(zhǔn)。
　　(3)研究了不同應(yīng)變率對(duì)大理巖脆-延性轉(zhuǎn)化和力學(xué)性

3、質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)在大理巖脆性破壞的圍壓范圍內(nèi)，本文實(shí)驗(yàn)所采用的應(yīng)變率對(duì)大理巖脆-延性轉(zhuǎn)化并沒有影響，在大理巖發(fā)生脆-延性轉(zhuǎn)化的圍壓范圍內(nèi)，低應(yīng)變率會(huì)促進(jìn)大理巖發(fā)生脆-延性轉(zhuǎn)化。在本文實(shí)驗(yàn)所采用的應(yīng)變率對(duì)大理巖的強(qiáng)度、彈性模量、泊松比等力學(xué)特性并沒有影響。在高圍壓下，采用兩種控制方式獲得的應(yīng)力-應(yīng)變相類似，但是采用環(huán)向變形控制得到屈服平臺(tái)更平緩.
　　(4)在相同圍壓下北京房山大理巖的強(qiáng)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(zhuǎn)化，廣西賀州大理巖在較低圍壓下就完成脆-延性轉(zhuǎn)化，北京房山大理巖由脆性斷裂到延性流動(dòng)的轉(zhuǎn)化過(guò)程經(jīng)歷一個(gè)半脆性的過(guò)渡過(guò)程。
　　(5)通過(guò)在電子掃描顯微鏡對(duì)實(shí)驗(yàn)后試樣進(jìn)行觀察，并結(jié)合試樣不同圍壓下的變形特征和實(shí)驗(yàn)前后試樣波速的變化情況，提出圍壓影響大理巖脆-延性轉(zhuǎn)化的力學(xué)機(jī)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(zhuǎn)化。在低圍壓下，大理巖晶體顆粒