奠基岩石“封闭应力”假说的气体包裹体和膨胀能力-论文.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2014／22(4)．0739—18DOI：10．13544／j．cnki．jeg．2014．04．022奠基岩石“封闭应力’’假说的气体包裹体和膨胀能力岳中琦(香港大学土木工程系香港中国)摘要陈宗基先生在1979年提出了“封闭应力”假说，认为它是岩石工程灾害的原因。近年来，钱七虎院士和王思敬院士分别对“封闭应力”假说作了肯定的定性讨论。30多年过去了，这个“封闭应力”假说仅得到极其少的定量研究和发展。在本文中，我提出和试图论证流体包裹体是一种具体、实在、可测量和计算的应力包裹

2、体。它在地质岩石与矿物中普遍存在。它有压强和体积膨胀能。它是一种封闭应力和内应变能的具体存在和作用形式。我给出了这个压强、体积膨胀能和封闭应力包裹体对围岩作用的计算公式和算例。这个包裹流体压强值与深部岩石高地应力场值相当。我进一步分析和讨论了，岩石微小、密封、压紧的流体包裹体应该是深部工程岩石开挖洞室或巷道出现的岩爆、冲击地压、矿震、洞壁劈裂、围岩分区破裂和巷道大变形的一个共同张性体积力源。我认为，这个地质岩石与矿物内紧压膨胀的流体包裹体封闭应力能够完整逻辑一致地、符合自然规律地解释人们所见到的、报道的、与这些深部工程灾害相关的所有事实。并且，它能将这些事实和现

3、象合理地、随时间演变地联系和重塑起来。这种实在、可测试、可定量的封闭应力源和能源的提出和研究能为岩石力学工作者，更好地沿着老一辈岩石力学专家们指引的途径和思路，来建立新的地质岩石力学理论、方法和技术，以更加符合自然规律地解决岩石力学领域世界性难题的深部工程灾害问题。关键词地质岩石力学封闭应力流体包裹体高地应力岩爆巷道大变形岩石工程中图分类号：P642．3文献标识码：AGASINCLUSIoNSANDTHEIREXPANSIoNPOWERASFoUNDATIoNoFRoCK“LoCKEDIN”STRESSHYPOTHESISYUEZhongqiQuentin(De

4、partmentofCivilEngineering，fUniversityofHongKong，HongKong，China)AbstractAbout35yearsago．ProfessorTANTjong—Kieproposedthehypothesisofrock“lockedin”stressesandconsideredthe“lockedin”stresseswerethefailurecauseofrockengineeringprojects．Inrecentyears，ProfessorWangSijingandProfessorQianQi

5、huhavemadesomequalitativediscussionsonthehypothesis．However，thishypothesishasreceivedverylittleattentionandquantitativeinvestigation．Inthispaper，theauthorputsforwardandattemptstoshowthatthetinygas(orliquid)inclusionsincontactrocksareaspecific，concreteandmeasurabletypeofvariableandcon

6、siderable“lockedin”stressesandkineticenergy．Thepressureandvolumetricexpansionenergyofagasinclusionareatypeof“lockedin”(orsealed)stressesandinternaldeformationenergyofactualexistenceandactivepower．Theauthorgivesthegoverningequationstocalculatethepressureandvolumetricexpansionenergyofg

7、asinclusions，whichisshownwithcalculationexamples．Thepressureofthegasinclusionsisequivalenttotheaveragevalueofthein—situstressesindeeprocks．Thegasinclusions，sealedinmicro—defectsor收稿日期：2014—05—23；收到修改稿日期：2014—07—14．作者简介：岳中琦(1962一)，男，博士，地震地质专业，副教授，主要从事地质力学的研究和教学工作．Email：yueqzq@hku．hk74

8、0JournalofEn