辉长岩在单调和循环荷载作用下的微裂行为( Microcracking Behavior of Gabbro During Monotonic and Cyclic Loading )

S Ghasemi M Khamehchiyan A Taheri MR Nikudel A Zalooli

微裂缝是完整岩石的一个组成部分，当岩石暴露在静态或动态载荷下时，可以发展。加载不会使岩石破裂。然而，它可能通过扩展已有的微裂纹或发展新的微裂纹而对样品造成永久性损伤。研究完整岩石中微裂纹的发展对于研究宏观尺度下不可见的损伤演化具有重要意义。本文研究了辉长岩中微裂纹在静、动载荷作用下的演化规律。辉长岩样品承受单调和循环加载，直到出现裂纹应力阈值（即裂纹闭合、裂纹萌生、裂纹损伤）。通过荧光薄片分析，结合偏光和荧光光学显微镜，确定了试样的线性微裂纹密度(LMD)、裂纹长度和裂纹类型等微裂纹特性。结果表明，在循环载荷作用下的试样比在单调载荷作用下的试样更早出现微裂纹扩展。此外，对于相同应力水平下的试样，在循环载荷作用下，试样的LMD较高。这一趋势在较高的压力水平下变得更为显著。除了加载到强度峰值的试样外，经受循环加载的试样微裂纹长度较高。循环加载过程中LMD的变化趋势与试样位移的变化趋势一致。一般情况下，微裂纹通常沿薄弱面扩展；然而，在循环加载过程中失效的试样中，新的微裂纹不沿着薄弱面形成，且呈随机取向。在辉长岩样品中，观察到微裂纹首先在黑云母中扩展，然后在斜长石、角闪石和辉石中扩展。辉石和角闪石对新的微裂纹的产生表现出更多的抵抗力。这部分是由于矿物的高硬度，部分是由于蚀变。在辉长岩组分矿物中，斜长石的LMD最高。这是因为它有两个解理弱面，与角闪石和辉石相比，它的弹性模量较低。

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