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1、第? ?卷第 期江西有色金属?!年月用激光全息技术研究岩石裂隙破坏规律#刘冬梅李中林南方冶金学院%赣州于2激光器?快门?分束器,!、?扩束器?加载架?&、全反镜?抢岩石试样? &全息干版%江西有色金属第? ?卷力产生 了重新分布,裂隙已开始扩展,但仍然参与整体受力%随着载荷增加到!%& +1 2和?%? !12,条纹转折斜率逐渐增加,并出现拐点,如图 一&、图 一所示。这说明裂隙逐渐 扩展,试块的承载能力减小%当载荷增至?%& ?1 2时,裂隙上方条纹密集到不能分辨,但沿裂隙下方仍可见转折条纹,如图一+所示。随着 载荷 的增加,条纹越来越密,分布规律基本相 同,但不能分辨条纹的部 位扩大%当载
2、荷增至?%+12时,全息干涉条纹 图显示裂隙贯通,如图 一所示,形成块板干涉条纹,块板之间明显错位,把试样分成四个不同受力区,形成四种走向不同的干涉条纹图%随着载荷的进一步增加,不同走向的条纹加密,如图 一、一所示,但基本形式相 同,说明试块仍处于受力状态、当载荷增至?+%+1 2时,试块彻底破碎,干涉条纹消 失。展。在全息干涉条纹图上表现为畸变条纹区扩大。裂隙的贯通则使干涉条纹沿贯 通裂隙发生畸变,以致于沿裂隙周边形成不同走向的干涉条纹区,见 图 一 所示。(当裂隙扩展到产生块板滑移时,干涉条纹分区显示,形成块板结构全息干涉条纹图%如图 一 所示,此时试样处于疏散破坏状态,稍加载荷,试块即彻
3、底破碎%+ (岩石单轴受压试验中,全息干涉条纹有时会出现交替变化现象,即某一干涉条纹在下次加载过程中消失,而出现新 的干涉条纹。此现象是由于试样内应力重新分布所致,说明岩石内部裂隙发生了变化。结论实验表明,将激光全息干涉计量术应用于岩石裂隙扩展破坏规律的研究是可行的。本次试验研究获得了板岩裂隙开起、扩展、破坏全过程 的完整干涉条纹图谱,结合砂岩、页岩的试验条件对全息干涉条纹图谱进行分析,获得如下认识? (用激光全息干涉计量术研究岩石裂隙扩展破坏规律是以独特的干涉条纹形式显示裂隙扩展破坏全过程,以直观、形象的感觉及高精确度显示其优越性,这是其他常规方法难以实现的% (当岩石试块加载到某一数值时,
4、就能显示试块内部存在着肉眼无法分辨的微裂隙,如图 一 所示%当微裂隙起裂时,岩石内部晶粒界面 出现不连续面,则在全息 干涉条纹图上表现为条纹在此处突变、转折或畸变。& (随着载荷的增加,微裂隙逐 步扩+存在的问题本次 实验是在南昌航空工业学院进行的。根据原有设备条件,我们制作了最大载荷, 012的加载架,这决定了试验用样品 只能是抗压强度镇 ?123 45,的岩石。对自然界中较常见的其他岩石,若取之作为试样,则实验结果不太理想%因此,本次研究仅限于砂岩、板岩、页岩,其中板岩作为典型样品,砂岩、页岩的全息干涉图谱不完整。我们知道,地质体中的任何一种岩石都处于一定的地质背景及构造环境中,每一种岩石的矿物组成、结构、构造都各不相同,就是同一块岩石不同的加载方向,岩石内部裂隙的扩展、破坏也不相同。由于时间关系,在试验过程中,都没有考虑到 上述因素的影响。我们的研究仅起着抛砖引玉的作用,许多问题有待于进一步深入研究%参考文献?余拱信%激光全 息技术及其工业应用%北京航空工业出版社,?! %? 一?& ?高磊%矿 山岩石 力学%北 京机械工业出版社,?!%? ?+
