大理岩脆-延性转换的微观机理研究

摘要

为探讨高水压对大理岩变形、强度、脆-延转化特性及破坏断裂损伤劣化的影响,取锦屏二级水电站引水隧洞大理岩分别进行高水压、高围压、低围压作用下全应力-应变过程三轴压缩对比试验,对大理岩破坏断裂断口进行微观扫描电镜试验,分析不同工况条件下大理岩断口微观形貌特征.结果表明,在低围压作用下莫尔强度包络线近似为线性,在高围压作用下莫尔强度包络线为非线性.高外水压力的存在抑制了岩石脆性向延性的发展,降低了岩石的强度,对软化区裂纹的扩展起到加剧作用.通过微观数字图像实验分析可知,高围压比低围压条件下大理岩断口裂纹长度小、密度大,分布均匀.给出了高水压、高围压作用下岩石破裂产生的微观损伤力学机理,为进一步分析高围压、高内外水压条件下非圆形洞室围岩失稳破坏提供了可靠的理论依据.