含双缺口北山花岗岩的热力耦合断裂特性试验研究

摘要：

通过带加载SEM高温试验系统对含双预制缺口北山花岗岩进行原位观察热力耦合破坏试验研究.研究表明,北山花岗岩的矿物成分及花岗岩矿物颗粒粒径差异较大,这些矿物具有不同的热学和力学性质(或硬度),这将大大影响花岗岩的破坏机制及断裂韧性,热开裂、力诱发微裂纹的萌生、扩展和贯通等受到热力耦合机制的综合影响,并且这些机制反过来也将影响其他的机制,如渗流场及化学场的变化.对于北山花岗岩Ⅰ型断裂而言,裂纹的扩展主要受到与其垂直方向拉应力的影响,但试件较大的原生缺陷和较大矿物颗粒对花岗岩的断裂路径影响不容忽视.特别是随着温度的变化,花岗岩的断裂机制将发生变化,低温以沿颗粒(沿晶)断裂为主,而高温以沿颗粒(沿晶)和穿颗粒(穿晶)耦合断裂机制为主.试验表明,75℃之前花岗岩的平均断裂韧性约为4.728 MPa.mm1/2,而75℃之后的平均断裂韧性为3.048 MPa.mm1/2,前后断裂韧性降低了35％左右,这主要是因为温度的升高直接导致热开裂增多,且矿物颗粒之间的胶结作用明显减弱,这逐渐影响了花岗岩的断裂韧性,进而将影响其渗流场和化学场,可见高放核废料储库设计中温度的影响不容忽视.

关键词：岩石力学、热力耦合、北山花岗岩、扫描式电子显微镜(SEM)、细观断裂机制、断裂韧性

所属期刊栏目：31

分类号：TU458(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目11102225;国家重点基础研究发展计划973项目2010CB732002;霍英东教育基金会资助项目121051

在线出版日期：2012-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：738-745