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岩石脆性破裂过程

http://www.kq81.com 时间:2009/3/24 11:48:48 来源:本站原创 点击次数:1950

  在脆性域内岩石受压缩条件下的破裂过程分为四个阶段:


  ①岩石内裂隙闭合阶段,岩石载荷导致岩石内原有微裂隙闭合,应力-应变曲线呈上凹形态,岩石收缩;


  ②弹性变形阶段,岩石载荷发生颗粒和孔隙变形,应力-应变曲线呈线性关系,这基本上是一种可逆过程;


  ③微裂隙生长及岩石扩容阶段,应力超过弹性极限之后,应力-应变开始出现非线性特点。应力达到屈服应力(τy)水平,岩石继续载荷引起微裂隙稳定扩展,致使岩石扩容,同时伴有颗粒微应变。单个微裂隙的长轴方向有朝平行最大主应力发展的趋势,而且基本上是张性裂隙。应力超过屈服应力继续升高,出现应变硬化,摩擦剪切强度发生变化。应力达到极限应力(τp),应变硬化随之消除,岩石扩容达到极大值。在这一阶段,声发射现象骤增,弹性波速减小以及其它变化表明,变形已明显偏离理想弹性;


  ④宏观破裂形成、发展阶段,应力超过极限应力之后,应力下降出现应变软化,剪切强度逐渐减小,直到岩石里最终可见的宏观破裂。应力下降到接近剩余应力(τr)水平,应变软化随之消失,岩石扩容减至最小,岩石破坏。在这一阶段,在有些情况下,出现与主压应力方向平行的张破裂;在更多情况下,出现与主压应力斜交的剪破裂,它们由沿潜在的剪切面排列的张性微破裂发展而成。

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