微波作用下花岗岩裂纹扩展实验揭示岩石损伤机制

本文主要探讨了微波照射对花岗岩裂纹扩展规律的影响，旨在为微波辅助破岩技术提供理论基础。研究采用扫描电镜(SEM)技术对实验样品进行详细观察和分析。实验中，研究人员对花岗岩试件在受到不同功率的微波照射后进行了单轴抗压强度测试，重点关注了裂纹的形态、类型以及断裂模式的变化。 实验结果显示，高功率微波照射会导致试件表面出现颜色变化，同时伴随着张拉裂纹的产生。在随后的压缩试验中，试件的上部结构表现出明显的粉末状破碎，显示出微波对岩石结构的显著破坏作用。通过SEM设备观察到的花岗岩断口形貌特征包括平坦面状和条纹状断裂，这些断裂模式反映了微波处理过程中岩石内部应力的分布和传递。 进一步的研究发现，花岗岩在微波照射下裂纹类型主要表现为张拉裂纹和压剪裂纹，这两种类型的裂纹是岩石在受力过程中的典型反应。断裂模型方面，实验表明花岗岩经历了沿晶断裂，即裂纹沿着晶体结构发展，以及穿晶断裂，即裂纹穿透整个晶体结构，两种断裂方式在实际情况下可能同时存在并相互作用。 这项研究揭示了微波照射对花岗岩微观裂纹行为的重要影响，对于理解和优化微波辅助破岩技术具有重要的科学价值。这对于提升地下矿山开采的效率和安全性，尤其是在处理硬质岩石如花岗岩时，提供了重要的技术参考。此外，该研究还强调了扫描电镜(SEM)在岩石力学研究中的关键作用，它能提供对岩石内部结构变化的精细观察，有助于深入理解岩石的损伤机理。