千枚岩岩石微观破裂机理与断裂特征研究.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2011／19(3)一0317—06千枚岩岩石微观破裂机理与断裂特征研究郑达巨能攀(地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059)摘要岩石的宏观断裂与其内部微结构和微缺陷紧密相关，建立岩石微观破裂机理和宏观断裂之间更直观的联系是当今断裂力学的难题之一。本文以金沙江上游泥盆系中统中段的绢云母千枚岩与硅质板状千枚岩为研究对象，利用扫描电镜与力学试验等多种测试手段，通过对2种千枚岩岩石断口的微观形貌特征的研究，揭示了千枚岩岩石微观破裂形式、破裂机理与其矿物组成之间的联系。指出绢云母千枚岩岩石以沿

2、晶面擦花的微观破裂形式为主，是典型的微观脆性剪断，而硅质板状千枚岩岩石既有沿晶断裂的拉断破裂，又存在切晶擦花的剪切微破裂形式，是属于拉、剪破裂并存的微观破裂机制。进一步结合岩石断裂的力学特征，分析千枚岩微观破裂与宏观断裂之间的联系。结果显示：千枚岩岩石在外力作用下的断裂形式与其微观破裂形式是可对应的。这一结论为建立起岩石微观破坏机制和宏观断裂特征的桥梁提供了依据，具有一定的理论意义。关键词千枚岩微观破裂矿物成分宏观断裂中图分类号：TU452文献标识码：ASCANNINGELECTRoNICMICROSCOPETESTSFORROCKMICRo．RUP-TUREMECHANISMANDF

3、RACTURECHARACTERISTICoFPHYLLITEZHENGDaJUNengpan(StateKeyLaboratoryofGeohazardPreventionandGeoenvironmentProtection，Chengdu610059)AbstractMacroscopicfracturesofrocksarestronglylinkedtotheirmicrostructuresandmicro—defects．Itisoneofdificultproblemsofrockfracturemechanicstoestablishmoreintuitiverela

4、tionshipbetweenrockmicroscopicmech—anismandmacrorupture．ThispaperusesthesericitephylliteandsiliceousplatephylliteofMiddleDevonianseriesonupriverofJinshaRiverastheresearchobject．Themicro—rupturepropertiesofrockarejudgedandtherelationbetweentheformandmechanismofphyllitenlicro—ruptureandmineralcomp

5、onentisrevealedthronghscanningC。lectronicmicroscopeandmechanicaltests．Thesericitephylliteshowsmicro．scratchmicro—fracturefracturewhichiSatypicalmicro—brittleshear．Theformsofmicro-fracturehavebothpull—ofrupturecausedbyintergranularfractureandthemicro—shearrupture，belongingtothemicro—fracturemecha

6、nismofthecoexistenceofthetensionandshearfracture．Thephysicalmeaningofrockfractureisanalyzedwiththecombinationofmechaniccharacteristicsofmac-roscopicfracture．Theevidenceisacquiredtoestablishthelinkbetweenrockmicro—rupturemechanismandmacro‘scopicfractureanalysis．KeywordsPhyllite，Micro—rupture，Mine

7、ralcomposition，Macroscopicfracture，SEM收稿日期：2011—02—20；收到修改稿日期：2011—05—08．第一作者简介：郑达，从事地质工程与岩土工程专业科研与教学工作．Email：zhengda@cdut．cnJournalofEngineeringGeology工程地质学报20111引言2千枚岩岩石矿物组成岩石的断裂一般均要经历裂纹的产生、裂纹的金沙江上游泥盆系中统中段的千枚岩按其矿物缓慢发展、裂纹的快