高地温作用下深部花岗岩损伤演化特征与岩爆倾向性研究

来源：黄金科学技术杂志2026年第2期北京时间：

作者：范文博, 耿乾逞, 孙金翠, 纪洪广, 马德迎, 王俊达

单位： 中煤建设集团有限公司，北京 102218, 北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室，北京 100083

摘要：为探究高地温条件下深部花岗岩的损伤演化规律及岩爆倾向性，采用MTS 815 Flex GT岩石力学试验系统对常温、55 ℃和75 ℃温度条件下的深部花岗岩开展三轴压缩试验，并结合声发射（AE）实时监测与扫描电子显微镜（SEM）观测技术，对不同温度下花岗岩的力学行为、声发射特征和破坏模式进行系统研究，同时通过脆性指数与冲击能量指数定量评价其岩爆倾向性。结果表明：温度升高显著削弱了花岗岩的脆性与岩爆潜势，具体表现为脆性指数由常温下的0.62降低至55 ℃时的0.30，并在温度升高至75 ℃时进一步降低至0.25，同时破坏模式由以沿晶劈裂为主的集中脆性破坏逐渐转变为多裂隙弥散型破坏。常温下，花岗岩断口平整，声发射表现为峰值前突发式高能信号，呈强岩爆倾向性；当温度为55 ℃时，试样呈现破碎断裂特征，声发射出现分阶段能量跃升，仍保持强岩爆倾向性；当温度为75 ℃时，断口微裂纹密集且杂乱，声发射转化为连续释放，冲击能量指数为1.94，岩爆倾向性减弱。研究揭示，高温通过增强内部裂纹萌生与发展、促进能量渐进耗散，削弱了岩石弹性能积聚和突发释放能力，推动花岗岩从高脆性向低脆性演化，进而弱化岩爆风险，可为深部高温地质环境下岩爆预测与防控提供理论支撑。

关键词：高地温,损伤演化,深部花岗岩,脆性指数,声发射,岩爆

基金资助：中国中煤重大科技专项“2500 m深立井建设关键技术装备与工程示范”(20231BY001)