在脆性域內(nèi)巖石受壓縮條件下的破裂過程分為四個(gè)階段:
、賻r石內(nèi)裂隙閉合階段,巖石載荷導(dǎo)致巖石內(nèi)原有微裂隙閉合,應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈上凹形態(tài),巖石收縮;
、趶椥宰冃坞A段,巖石載荷發(fā)生顆粒和孔隙變形,應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈線性關(guān)系,這基本上是一種可逆過程;
③微裂隙生長(zhǎng)及巖石擴(kuò)容階段,應(yīng)力超過彈性極限之后,應(yīng)力-應(yīng)變開始出現(xiàn)非線性特點(diǎn)。應(yīng)力達(dá)到屈服應(yīng)力(τy)水平,巖石繼續(xù)載荷引起微裂隙穩(wěn)定擴(kuò)展,致使巖石擴(kuò)容,同時(shí)伴有顆粒微應(yīng)變。單個(gè)微裂隙的長(zhǎng)軸方向有朝平行最大主應(yīng)力發(fā)展的趨勢(shì),而且基本上是張性裂隙。應(yīng)力超過屈服應(yīng)力繼續(xù)升高,出現(xiàn)應(yīng)變硬化,摩擦剪切強(qiáng)度發(fā)生變化。應(yīng)力達(dá)到極限應(yīng)力(τp),應(yīng)變硬化隨之消除,巖石擴(kuò)容達(dá)到極大值。在這一階段,聲發(fā)射現(xiàn)象驟增,彈性波速減小以及其它變化表明,變形已明顯偏離理想彈性;
④宏觀破裂形成、發(fā)展階段,應(yīng)力超過極限應(yīng)力之后,應(yīng)力下降出現(xiàn)應(yīng)變軟化,剪切強(qiáng)度逐漸減小,直到巖石里最終可見的宏觀破裂。應(yīng)力下降到接近剩余應(yīng)力(τr)水平,應(yīng)變軟化隨之消失,巖石擴(kuò)容減至最小,巖石破壞。在這一階段,在有些情況下,出現(xiàn)與主壓應(yīng)力方向平行的張破裂;在更多情況下,出現(xiàn)與主壓應(yīng)力斜交的剪破裂,它們由沿潛在的剪切面排列的張性微破裂發(fā)展而成。
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