1、高温与冲击耦合作用下岩石的力学性能123岩石作为岩石作为一种材料一种材料岩石构为工程岩石构为工程主体结构主体结构工程所处工程所处围岩环境围岩环境材材料料结结构构环环境境2能源能源土木土木岩石库岩石库交通交通地热的开发和利用地热的开发和利用; ;深部矿产资源开发深部矿产资源开发大都市圈的大深度大都市圈的大深度地下空间开发利用地下空间开发利用高放射性核废料的地层高放射性核废料的地层深埋处置深埋处置; ;地下储油空间地下储油空间地下交通工程地下交通工程1342134高温与冲击耦合作用下岩石的动态力学性能高温与冲击耦合作用下岩石的动态力学性能岩石岩石高温高温冲击冲击耦合耦合岩石及其岩石及其基本物理基本
2、物理力学性能力学性能高温对岩高温对岩石力学性石力学性能的影响能的影响机理分析机理分析冲击概述冲击概述岩石的应岩石的应 变率效应变率效应高温和冲高温和冲击耦合作击耦合作用下岩石用下岩石的动态力的动态力学性能学性能主要内容5总结总结几点思考几点思考几个问题几个问题发展展望发展展望 岩石：岩石：由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而形成的自然物体。岩浆岩；沉积岩；变质岩。矿物.结构构造固.液.气一、岩石及其基本物理力学性能岩 石岩岩 石石一、岩石及其基本力学性能强度特征变形性能流变性能结构结构构造构造风化风化程度程度水水加载加载速度速度受力受力状态状态温度温度高高 温温加载速度加载速度影响岩石力学
3、性质的因素影响岩石力学性质的因素一、岩石及其基本力学性能矿物矿物成分成分二、高温对岩石力学性能的影响25100 200 400 600800 1000 作用温度不同温度区间微观机理分析自由水蒸发自由水蒸发孔隙率增加孔隙率增加 热熔作用热熔作用 改善接触状态改善接触状态 结构热应力结构热应力微裂缝发育、贯通，结构破坏微裂缝发育、贯通，结构破坏 矿物成分分解、结合水矿物成分分解、结合水脱失、重结晶、相变等脱失、重结晶、相变等岩石岩石宏观动态力学特性随作用温度变化规律宏观动态力学特性随作用温度变化规律以砂岩为例以砂岩为例二、高温对岩石力学性能的影响以砂岩为例以砂岩为例 岩石类材料应变率相关性：岩石类
4、材料应变率相关性： 从微损伤角度分析从微损伤角度分析 高应变率荷载作用下，岩石类材料内部同时出现两高应变率荷载作用下，岩石类材料内部同时出现两种效应，即应变率强化效应和损伤软化效应。种效应，即应变率强化效应和损伤软化效应。 从能量角度分析从能量角度分析 裂纹形成过程所需要的能量远比裂纹扩展中所需要的裂纹形成过程所需要的能量远比裂纹扩展中所需要的能量高。高应变率下，荷载作用时间很短，材料没有足够能量高。高应变率下，荷载作用时间很短，材料没有足够的时间用于能量的积累。的时间用于能量的积累。三、冲击对岩石力学性能的影响三、冲击对岩石力学性能的影响三、冲击对岩石力学性能的影响随应变率的随应变率的增加而
5、增加增加而增加随应变率的随应变率的增加而增加增加而增加动态动态强度强度应变率的影响动态吸动态吸能能力能能力动态破动态破坏模式坏模式结论不统一，跟结论不统一，跟试验条件相关试验条件相关动态变动态变形性能形性能影响比较小影响比较小四、高温和冲击的耦合作用高温冷却后冲击高温冷却后冲击冲击后（同时）升温冲击后（同时）升温高温下冲击高温下冲击Description of the products耦耦 合合四、高温和冲击的耦合作用五、总结和思考 岩石应变率增强效应与高温弱化效应相互耦合。 岩石受温度影响显著大于其应变率增强效应。如何考虑温度历史和应力历史的影响如：利用岩石高温劣化提高采油率；时间时间岩体岩体应用应用五、总结和思考如何将岩石的研究成果应用到对岩体的研究中。如何实现对岩体的试验研究
