Carrara大理岩脆塑性转化和变形机制实验研究

摘要

采用Carrara大理岩,在温度300℃～700℃、围压300MPa 和600MPa-800MPa、应变速率1×10-4/s～1×10-5/s 和1×10-7/s～2.5×10-6/s、水含量0.005-0.01wt％和0.1-0.5wt％条件下,开展了轴向压缩变形实验,通过偏光显微镜、扫描电镜与能谱分析,研究了实验变形样品的微观结构特征,讨论了水、温度、围压、应变速率对脆塑性转化和变形机制的影响.实验结果表明:Carrara大理岩在低温(300-400℃)、低应变速率和高含水条件下发生了压溶,其中,在低温低应变速率(1×10-7/s)条件下为压溶蠕变,在低温中等应变速率(5×10-7/s)条件下为压溶+碎裂流动；在低温(400℃）、中一高应变速率和低含水条件下发生了位错滑移(双晶滑移、机械双晶)与碎裂流动，局部伴有压溶作用；在中温(500℃）、各应变速率和各含水条件下发生了位错滑移(双晶滑移、机械双晶)与动态重结晶作用；在高温(600-700℃)条件下，动态重结晶作用成为主要变形机制。温度、水和应变速率对大理岩脆塑性转化和变形机制的影响非常显著，在相同温度与应变速率条件下，水降低了样品强度，促进了压溶和塑性变形。