温度影响下砂岩的细观破坏及变形场的DSCM表征

摘要

通过扫描电镜(SEM)实时在线观察研究了温度影响下砂岩的细观破坏,观察到砂岩的脆性断裂可同时发生在不同地方、不同矿物可能独立承载和裂纹分叉等现象.温度低于100℃时,主裂纹附近有许多微裂纹和支裂纹发生;而温度超过150℃之后,表面很少出现支裂纹或二次裂纹.随着温度的升高,砂岩的断裂韧性有先升高后降低的趋势,150℃左右是断裂韧性变化的临界温度.随着温度的升高,砂岩的细观断裂机制有由脆性机制向延性机制转变的趋势,抵抗和协调变形的能力都得到增强.细观尺度下砂岩的破坏机制有沿颗粒断裂、穿颗粒断裂及其混合断裂,其中沿颗粒断裂机制占主导地位,这是由于沿颗粒破坏需要消耗较少的能量,而穿颗粒断裂需消耗较多的能量.利用数字散斑相关方法(digital speckle correlation method, DSCM)对SEM下砂岩破坏的细观变形场进行了测量,这表明利用:DSCM表征岩石的局部变形场的连续式测量是可行的.