不同热冲击过程花岗岩I型和Ⅱ型断裂特性研究

来源：黄金科学技术杂志2021年第6期北京时间：

作者：范晓冬,李响,陶明,尹土兵,李夕兵

单位： 中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083, 中山大学土木工程学院，广东 珠海 519082

摘要：在岩石工程中发生的与高温相关的灾害中，快速降温的影响（热冲击）不可忽视，因此，研究在不同程度的热冲击作用下花岗岩的断裂特性可以对遭受高温灾害后岩石工程的稳定性分析提供理论依据和技术支撑。在本研究中，花岗岩被加热至目标温度（200 ℃、400 ℃、600 ℃），利用制冷剂的不同温度（-20 ℃、20 ℃、60 ℃） 为高温试样提供不同速率的降温处理。热处理前后对试样干密度、孔隙率和纵波波速进行测定，并通过巴西劈裂试验测试试样Ⅰ型、Ⅱ型断裂韧度。试验结果表明：干密度、纵波波速以及Ⅰ型、Ⅱ型断裂韧度均随降温速率的增大而减小，孔隙率则随降温速率的增大而增大；快速冷却引发的拉应力是造成花岗岩损伤的主要原因，且与岩石试样和制冷剂之间的温差呈正相关。

关键词：花岗岩,热冲击,制冷液,降温速率,断裂韧度,温度梯度

基金资助：国家自然科学基金项目“深部高温高应力岩石动态断裂特征及微观破裂机理”(51774325),珠海市社会发展领域科技计划项目“复合地层复杂环境下大断面顶管隧道安全施工及灾害防控技术研究与应用”(ZH22036205200004PWC),中山大学中央高校基本科研业务费专项(2021qntd15)