武沂泉 曹后龙

(国核工程有限公司，上海 200233)

0 引言

岩石是由多种矿物晶粒、孔隙和胶结物组成的复合体，随机分布有微观孔隙和裂纹。这些微孔隙和裂纹对岩石强度及变形特性有很大影响。岩石的宏观破坏与微裂纹的萌生、发展和贯通密切相关。对于岩石这类材料，Michael E Kassner等［1］学者认为只有建立多尺度的力学模型才能真正了解微裂纹起裂的机理。近年来，扫描电镜(SEM)作为一种岩石细观损伤的检测方法的应用，进一步推动了对岩石细观裂纹扩展的研究工作。Robina H C等［2］于1996年研究了初始微裂纹密度和岩石微颗粒尺寸对于Yuen Long大理石岩样单轴压缩强度的影响。Yossef H Hatzor等［3］于1997年研究了白云石的细观结构与微裂纹起裂的初始应力和试样最终强度之间的关系，发现岩石微结构对其强度极限的影响非常大。许江［4］于1986年采用带有加载装置的光学显微镜对砂岩完成了不同加载阶段的裂纹损伤分析。赵永红等［5-7］研究了带斜向中心割缝的大理岩板中破裂的发生与扩展过程，李炼等［8］研究了花岗岩的微裂纹的发展过程。

本文采用了带有加载装置的扫描电镜(SEM)实时动态观测系统，利用此系统对大理岩试件进行了单轴压缩下的SEM观测试验和基于SEM图像的数字化定量分析研究，获取了大理岩在各级荷载下的大量细观图像，利用数字图像处理技术，对大理岩试件在受单轴压缩时所产生的细观裂纹的萌生、扩展过程进行了定性和定量分析，得到细观裂纹扩展的规律。……