摘要
为了研究深部环境中高温对层状复合岩石的物理特性、变形破坏机制及损伤演化规律的影响,层状复合岩石在经过30℃、60℃、90℃、120℃、150℃和180℃高温后开展单轴压缩试验,同时采用声发射仪器,监测岩石的破坏过程。研究结果表明:层状复合岩石经历高温后,温度越高,岩石的延性增强,体现在岩石的初始压密阶段;高温后,峰值强度随温度的增大呈负相关的关系;声发射中的振铃计数与岩石损伤破坏过程中裂纹的萌生、延伸、扩展到贯通都有很好的对应关系;随着温度的升高,层状复合岩石由脆性向弹塑性转化,破坏模式由垂直劈裂破坏过渡为Y型剪切破坏;建立基于累计振铃计数的损伤变量,考虑高温加入初始损伤,利用复合等效方法得到层状复合岩石的弹性模量,依据裂纹轴向应变、累计振铃计数推导的全过程应力-应变本构模型,试验数据和模拟数据吻合的较好,很好的表现出层状复合岩石的损伤演化规律,研究成果对高温环境的岩体工程具有一定的参考价值。
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单位中国科学院武汉岩土力学研究所; 岩土力学与工程国家重点实验室; 长江大学