水岩作用对岩石亚临界裂纹扩展影响研究

"水岩作用下岩石亚临界裂纹的扩展规律 (2010年)" 这篇2010年的论文研究了水岩作用对岩石亚临界裂纹扩展规律的影响。研究人员使用双扭试件并采取常位移松弛法，进行了在自然状态和水岩作用下的大理岩和混合岩的亚临界裂纹扩展实验。实验结果显示，在水的作用下，岩石裂纹的扩展速率显著增加。 对于大理岩，水岩作用下的亚临界裂纹扩展参数A是自然状态下的8.07×10^16倍，而n值从48.33下降到8.28。这意味着在相同的应力强度因子水平下，含有水分的大理岩裂纹扩展速度更快。同时，水的存在降低了大理岩的断裂韧度K1C，从自然状态的3.0316 MN/m^(3/2)降至2.2070 MN/m^(3/2)，降幅约为27.19%。 混合岩的情况类似，但变化幅度较小。水岩作用下，混合岩的A值增长为自然状态下的5.45×10^9倍，n值从60.20下降到21.86。其断裂韧度K1C从2.0877 MN/m^(3/2)下降至1.9398 MN/m^(3/2)，减少了7.08%。 这些发现对于理解地质环境中，特别是在水饱和条件下的岩石稳定性具有重要意义。它们揭示了水对岩石力学性质的深刻影响，尤其是对裂纹扩展和岩石结构破坏的加速效应。这对预测和防止地质灾害，如岩爆、滑坡等，以及在地下工程、矿产开采等领域进行岩体稳定性分析提供了重要的理论依据。 关键词涉及双扭试件的使用方法、常位移松弛法的实验技术、水岩相互作用的地质现象、亚临界裂纹扩展的物理过程、应力强度因子K1在裂纹扩展中的作用以及断裂韧度K1C的变化。这些关键词反映了研究的核心内容和方法，对于进一步深入研究岩石力学特性以及水环境下的地质工程问题具有指导价值。 论文归属自然科学领域，文献标志码A表示其为原创性科学研究，适合学术交流和引用。通过上述研究，我们可以认识到水环境对岩石力学性能的复杂影响，这对于地质灾害评估和地下工程设计具有深远的实践意义。