摘要

高放射性废物处置、深部地热开采、隧道火灾和煤炭地下气化等工程均会遭受高温作用的影响。【目的】为了研究温度作用对岩石孔隙结构及抗拉强度的影响,探讨温度对岩石的损伤机制,【方法】以山东省临沂市红砂岩为例,对不同温度作用后的红砂岩试样开展物理力学试验,包括借助低场核磁共振和扫描电镜对热处理后红砂岩的微观结构进行测试和观察,以及巴西圆盘劈裂试验。【结果】结果显示:经高温处理,红砂岩纵波速度损失率由0.39%增长至64.60%,质量损失率由1.11%增长至4.29%,孔隙度由2.77%增长至7.73%,抗拉强度由3.43 MPa降至0.88 MPa,单轴抗压强度由64.23 MPa降至38.25 MPa。【结论】结果表明:(1)随着温度升高,红砂岩的纵波波速和质量表现出明显的变化,均随着温度的升高而降低,当温度达到一定程度以后,各孤立的裂隙逐渐连通形成裂隙网络,从而降低红砂岩的抗拉强度;(2)温度能够促进红砂岩孔隙发育,红砂岩内部的纳米孔和微孔逐渐扩展、贯通从而形成中孔,导致红砂岩的连通性增强,孔隙度也相应增大;(3)高温作用后红砂岩的孔隙度参数与力学参数之间存在良好的线性关系,即可以通过岩石的孔隙度来估算力学强度。

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