脆性岩石与有机玻璃受力红外辐射特征的比较

摘要

近年来的遥感-岩石力学研究表明,岩石受力及灾变过程存在规律性的红外辐射效应,岩石破裂前存在红外异常前兆。为更好了解岩石受力的红外辐射特征、并进一步探索其物理机制,基于实验结果对脆性岩石和有机玻璃受力的红外辐射特征进行分析比较,发现:(1)有机玻璃在加载过程中表面的红外辐射强度呈整体上升趋势,而多数岩石在临破裂前热像出现条带状的分异现象,条带与岩石破裂位置吻合;(2)两种材料虽然在不同的应力阶段都存在不同的AIRT变化特征,但规律不同。有机玻璃随压力的上升呈现分阶段的直线上升,而岩石呈现多种变化形式,且在破裂前存在AIRT的异常变化前兆。对两种材料受力红外辐射的机制讨论认为,岩石加载过程的热效应包括热弹效应、气体逸出吸热效应以及微破裂的摩擦热效应,而有机玻璃存在热弹效应、热塑效应和热黏效应。两种材料热力耦合机制不同是导致受力红外辐射特征差异的根本原因。