DOI:10.13379/j.issn.1003-8825.202208006开放科学（资源服务）标识码（OSID）高温作用后砂岩巴西劈裂声发射特征试验张腾，雷泉龙，周洋，王艳波，仲静文（南京市水利规划设计院股份有限公司，南京200022）摘要：为了研究温度对砂岩力学性质的影响规律，对25～500℃区间内5种温度水平下的红色砂岩开展巴西劈裂试验。结果表明：根据抗拉强度变化情况将温度划分为3个区间（25～200、200～400、400～500℃），高温处理后的红色砂岩抗拉强度受温度影响而发生劣化，抗拉强度随着温度升高先缓慢减小而后下降速度加快，200℃是砂岩阈值温度；砂岩的劈裂破坏模式也由单一主裂纹破坏变为主裂纹和伴生裂纹破坏；声发射特征表现出较为显著的阶段性特征，大致经历声发射活跃期、微弱期、平静期。温度导致岩石内部矿物成分、晶体间隔、晶间水状态和结合离子键发生改变，是导致岩石发生热损伤的重要因素。关键词：砂岩；高温作用；抗拉强度；热损伤；巴西劈裂试验；声发射特征中图分类号：P642文献标志码：A文章编号：1003−8825(2023)03−0121−060引言温度是影响岩石力学性质的重要因素之一[1-2]，目前很多深地工程都受高温制约，如高放射性核废料处置、地热能开发、煤炭地下气化、科学钻探、地球深部实验室的建立、大深度地下空间开发等一系列工程。在高温环境影响下，岩石物理力学性质会发生显著变化：内部裂隙结构重新排列、新的裂隙形成、原生裂隙扩展与贯通等[3]。在高温作用下，由于岩石矿物的晶型转变、重结晶作用、热熔作用、脱水效应、热应力作用等多种因素的影响[4]，岩石的力学性质会发生劣化甚至丧失抵抗能力。岩石的抗拉强度远小于抗压强度，约为抗压强度的十分之一[5]。目前，较多学者研究高温对岩石单轴抗压强度的影响，但对高温后岩石抗拉强度的变化规律研究较少，抗拉特性在岩土工程中的重要性不言而喻，在隧道、矿井巷道及硐室施工中有着重要作用，尤其涉及到围岩稳定性与拉应力时，抗拉强度的影响不容忽视[6]。当前研究岩石巴西劈裂的手段主要包括微观观测、数值模拟、理论研究等方法，声发射作为一种动态无损检测方法，能够反映岩石在受到外部荷载下内部裂隙演化过程，已在岩石损伤研究中起到重要作用。有关高温影响下岩石的抗拉强度特性研究已取得一定进展。陈宇波等[7]认为砂岩在高温影响下物理力学特性的损伤程度越来越严重，其破裂方式也由脆性转化为延性；刘波等[8]研究了砂质泥岩在低温环境影响下劈裂强度的变化，发现在−20、−10℃...
