摘要
目的 为了研究饱水作用对砂岩的力学损伤,方法 本研究通过巴西劈裂和声发射实时监测试验,从宏观角度分析饱水作用对白砂岩的抗拉强度、声发射特性及劈裂节理面形貌的影响机制。结果 研究结果表明:(1)饱水作用导致白砂岩内部的矿物颗粒溶解,颗粒间的黏聚力下降,引起砂岩力学损伤,抗拉强度下降了11.3%;(2)受饱水作用的影响,白砂岩变形、抗拉强度的降低导致其加载过程单位面积劈裂能量显著下降;(3)在饱水作用后,砂岩声发射计数、累计能量在前期活动中减弱,且声发射计数、累计能量峰值均晚于荷载峰值出现;(4)基于声发射RA-AF的破裂类型分析表明,饱水后白砂岩的拉伸破裂占比减小,剪切破裂占比提升,两种状态的白砂岩试样在接近峰值荷载时,剪切破裂数量均出现明显增长;(5)饱水后,声发射b值降低,白砂岩劈裂过程中小尺度破裂占比下降,大尺度破裂占比提升,同时在岩石劈裂加载时声发射实时b值的陡降可以作为试样破坏的前兆特征;(6)受饱水作用的影响,白砂岩劈裂节理面的粗糙度指标:坡度均方根、粗糙度轮廓指数、劈裂节理面实际面积和粗粗糙度系数均出现下降。结论 饱水作用后白砂岩抗拉强度下降显著,大尺度破裂占比提升,劈裂节理面的粗糙度降低。