脆性岩石扩容起始应力预测——以花岗岩和闪长岩为例

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• 责任者：王宇^c中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室^d1985^e博士研究生 ; 李晓 ; 贲雨星 ; 武艳芳 ; 张搏
• 刊名：岩石力学与工程学报
• 出版年：2014
• 卷期：33^b4总281
• 页码：737～746
• 索书号：P478.066/357
• 图表：^c表2参21插图
• 文摘期号：2014/10

摘要

采用TAW–2000电液伺服岩石三轴试验机，通过32组花岗岩和闪长岩的物性及单轴压缩试验测试，获得岩石的特征物理力学参数。在此基础上，揭示岩石扩容起始应力与弹性模量、泊松比和孔隙度的关系，建立花岗岩和闪长岩的扩容起始应力预测方程。研究结果表明：(1)弹性模量作为岩石的弹性基质刚度的反映，包括颗粒间的接触刚度和颗粒间基质的刚度，孔隙度作为岩石内部孔洞空间的体积测量指标，是岩石内初始的微裂纹、微孔洞及张开裂纹的综合反映，一定程度上可以反映初始损伤的程度，二者与岩石的扩容起始应力密切相关；(2)扩容起始应力与弹性模量呈正相关，而与孔隙度呈负相关，当弹性模量最小而孔隙度最大时对应最小的扩容应力值，反之调整；(3)通过逐步数据拟合分析得出扩容应力的预测模型，通过与试验结果的对比分析，证明预测模型的可靠性。在弹性模量、孔隙度和泊松比已知的前提下，可以先验地对扩容起始应力进行预测，为扩容起始应力的求解提供一条新的思路。