花岗岩岩爆试验碎屑分形特征分析

摘要

采用真三轴应力状态下单面突然卸载试验方法，进行莱州花岗岩岩爆试验，获得花岗岩岩爆碎屑。对碎屑特征进行测量，包括碎屑质量、长度、宽度、厚度，并对粗粒、中粒、细粒以及微粒等不同粒径范围内的碎屑数量、质量及粒度分布进行分析。对花岗岩岩爆碎屑分别按照长度、宽度、厚度与累计数量的关系，小于某一等效边长的累计质量与总质量之比与等效边长之间的关系，以及等效边长与累计数量的关系进行分形计算，结果表明花岗岩岩爆碎屑破碎程度较高，片状特征明显。对岩爆后的微粒碎屑（颗粒直径〈0．075mm）利用激光粒度分析仪进行粒度分析。破坏后微粒碎屑所占百分比以岩爆试验最多，其次为真三轴试验，单轴压缩试验最少。微粒碎屑的粒度分布曲线形状不同，岩爆的平缓，小尺度的多，三轴和单轴压缩的大致相同，粒径大。分布曲线上百分比最大值对应的粒径岩爆的最小，为40和60gm，三轴的为80um，单轴的为100gm。对微粒碎屑按照粒度一体积分布进行了分形维数计算，结果表明岩爆微粒碎屑符合分形物理意义，三轴和单轴微粒碎屑不具有分形特征。岩爆微粒碎屑较多，反映其破坏时消耗的能量要多于三轴和单轴破坏。