SEM观察下岩石细观结构对宏观破裂的关键影响

本文主要探讨了"基于SEM（扫描电子显微镜）的岩石细观结构对宏观破裂的影响"这一主题，由尹延春、谭云亮、于凤海和张玉宝四位学者合作完成，他们利用多种实验方法对四种不同类型的岩石进行了深入研究。研究背景是岩石的细观结构非均质性对其力学行为，如破裂形式和稳定性有显著影响。作者们首先通过单轴压缩试验、巴西劈裂试验以及电镜扫描，细致地观察和分析了这些岩石的微观结构特征，如分形维和均质度。 分形维是衡量岩石复杂性的指标，研究发现，随着电镜扫描图像的放大，岩石的分形维数并非一成不变，而是会有所变化。浅色辉绿岩和深色辉绿岩的分形维数呈现出先减小后增大的趋势，表明其微观结构的复杂程度并非简单的线性关系。细砂岩的分形维数随放大倍数增加而减小，说明其结构相对简单；红砂岩则表现出先增后减的特性，可能反映出其内部结构的复杂演变。辉绿岩由于其较高的分形维数和均质度，脆性指数较大，因此更容易发生脆性断裂和岩爆现象。 相比之下，两种砂岩的分形维数较低，均质度较差，脆性破坏现象相对较弱，不容易出现岩爆。这表明岩石的分形维数和均质度与其力学行为之间存在正相关关系，即结构复杂性和均匀性越高，岩石的脆性越强，反之则脆性较弱。 研究还强调了宏观破裂与微观结构之间的关联，即通过测量和理解岩石的细观特征，可以预测和控制其在矿山压力工程中的力学行为，这对于地质工程稳定性和灾害预防具有重要的实践意义。该研究结果发表在中国科技论文在线上，受到了国家自然科学基金项目、高等学校博士学科点专项科研基金和山东省自然科学基金重点项目的资助，对于深入理解岩石力学性质及其在实际工程中的应用具有较高的学术价值。