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1、高温高围压下岩石压缩组构与各向异性安欧国家地簇局地亮应力研究所一、引言,岩石组构可分为三种由沉积和岩浆流动造成的原生组构岩体变形时间晾溶液沿,,易于运动的方向生长成晶体或裂隙溶液受两壁控制结晶而成的附生组构岩石形成后受构造应力作用而成的后生组构它们都是造成岩石力学性质各向异性的重要原因岩石,中造岩矿物晶粒的规则排列程度愈强岩石力学性质的各向异性愈显著由于岩石后生组构,是在岩体一定方式的变形中形成的因而也是鉴定构造应力场和构造运动序次的重要方,,法尤其是当构造已被剥蚀难以从形象上鉴定时更有其独特作用,、,岩石力学性质的各向异性直接影响岩休强度
2、波速和应力的空间分布并使得这种分布具有方向性因而,对此种各向异性及其影响因素的研究,是地应力和波速各向异性测量、矿井支护和地下工程设计的重要基础,,因此把地质学中的岩石组构与岩石力学中的各向异性结合起来研究不仅有助于从,本质上了解岩石各向异性的物理机制而且由于原岩结构和变形的各向异性又是造成岩石,,后生组构的重要条件因而又可利用这种关系从岩石后生组构来研究原岩结构和变形的洛向异性,、本文用射线法对岩石在高温高围压下经单轴压缩形成的后生组构进行了测,,、、量并分析了所造成的岩右弹性模量的各向异性以及受载时间温度应力和围压对岩石后生组构和弹性模量各向异性的
3、影响、二岩石组构射线测量法,,射线是波长极短的电磁波对物质有很强的穿透力能在一定条件下从岩石中矿物晶体内相当深的一定晶面系反射由于各矿物晶体内一定晶面系的晶面间距一定,所,用射线的波长又一定由布拉格方程之二邵口,可知为正整数常取为射线从所选测固定晶面系反射的掠射角也一定其它晶,面系则都不反射若选测晶面系与人射线构成的掠射角不等于上式的时也不反射只有,。当所选测矿物中选测晶面系的法线正好处在人射线和反射线的交角协一的平国家地震局地震科学基金部分资助项目一一,分线位置时才能使射线反射由于矿物晶粒
4、中所选测晶面系的结晶方位在晶体,,中是固定的故测量其法线方位也就是测出了用此结晶要素表示的此种矿物晶粒在岩石中的分布方位,、利用此规律把直径厚,的圆形岩石测件贴在射线计数器组构,衍射仪图中的小圆盘上不停地转动,人射线和接收反射线的计数管位置不图射线计数器组构衍射仪,变于是便测到了所选矿物选测晶面系的晾缝光拦水平细缝岩石测件,晶面在各个方位的分布盈反映为反射线及放测件小圆盘计数管电动的机台架测件转动棘齿轮组强度测件台架在大圆盘上转动的棘齿轮组计数管固定在与人射线。角的位置
5、,带角度刻度的直立大圆盘带衍射图将大圆盘平面即测件平面中心点仪角度刻度的底盘大圆盘驶动的,法线所在平面固定在与人射线成协角的齿轮离合器位置测件直立时,所测的是晶面系法线分,布在垂直测件表面方位的晶粒其法线在以测件表面为赤道面的极射赤面投影网,,“上的位置经度为零纬度为测件从,此直立位置开始在小圆盘上绕垂直自怡,己表面的中心轴反时针转动以改变被测晶面系法线的经度同时小回盘载着测件又绕大圆盘平面的垂直中心轴顺时针转,动以改变被测晶面系法线的纬度在复,合转动中一直保持测件表面与大圆盘平图射线岩石组构侧量原理示意图面的垂直中轴线重合小圆盘
6、自转一周,。,绕大圆盘角于是测件中被测晶面系法线在以测件表面为赤道面的极射赤面投影点,。,,位置沿经向顺时针改变则沿纬向只向低纬度改变因之测件在此复合转,,动中射线所侧到的晶面系法线方位是从以测件平面为赤道面的极射赤面投影网的,,中心测件平面法线投影点此时被测晶面系的晶面与测件表面平行开始向外在沿经—向顺时针转动和沿纬向向低纬度移动的两个运动的合成螺旋轨道上移动于是,小圆“盘随其坐架绕大圆盘平面的垂直中心轴转时便测完小圆盘自转周的全部投影点,,位置此时测件表面便转到了与人射线和反射线在同一平面上的水平位置到此位置被,测晶面
7、系的法线分布在投影网的赤道面上而被测晶面系的晶面则与测件表面垂直这,,样便完成了法线投影点在螺旋线上各点的相应方位的晶面系反射线强度的连续测量,,。电子记录纸上纵坐标为反射线强度横坐标记录纸移动方向为纬度相间而。,相应经度为的各个周转位置同步记下了测件各相应方位所测矿物晶粒选测晶面系多少的盘图把记录曲线再转投到螺线形极射赤面投影网图上,按反射线强度分布绘成等强线表示的晶面系晶面量的组构图图一一〔计数飞〕记录纸移动方向,卜·,、八‘』丫矿叫明协、心与“、沪、尸‘’加团
8、’加沁印
