高温作用后硅质砂岩力学性能试验

梁书锋， 方士正， 韦贵华， 朱现磊， 李炜煜， 马健起

(中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京 100083)

0 引言

由于岩石的多相组成，在温度影响下，岩石力学性质将会发生显著的变化。地下矿山瓦斯爆炸、岩石地下工程火灾后重建、高温核废料处理等工程建设都不可避免地涉及高温后岩石的强度及变形特性[1-4]，而其相关力学参数是岩石地下工程开挖、支护设计、围岩稳定性分析不可或缺的基本依据，这就需要考虑岩石在高温作用后的物理力学性质。

目前已有论著报道了高温对岩石矿物组分和力学性质的影响。张渊等[5]在细观尺度下观测了不同高温条件下细砂岩的矿物组分、微结构及其发展变化情况。谌伦建等[6]观测了鹤壁煤层顶板砂岩微观结构在常温至1 200 ℃高温条件下的变化规律，得出其微观结构变化是有机物析出与迁移、矿物晶体转化及体积膨胀等所产生的热应力共同作用的结果。刘均荣等[7]分析了高温加热对3种不同岩石中矿物成分的影响，发现岩石矿物成分随着加热温度的升高而发生变化，且部分晶粒结构遭受破坏。Zhang等[8]建立了不同温度区间岩石内部的成分及结构变化与相应的宏观物理力学性质之间的联系。

高温后岩石内部矿物成分及微观结构的改变在宏观上体现为岩石力学性质的变化。David等[9]以法国La Peyratte花岗岩为研究对象，进行了热处理致裂以及压力致裂的试验研究，发现热处理致裂引起的裂缝发展呈现出各向同性，而压力致裂则表现出显著的各向异性。……