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随着现代社会经济的快速发展,人类对自然资源的需求也越来越大。开采能源的过程中经常会遇到与温度有关的岩土工程问题,比如地热资源工程、核废料掩埋等。从温度/载荷耦合作用的角度研究岩石损伤演化的规律,进而探寻科学合理的岩土体本构模型是一项非常重要的基础性前沿课题。本文以煤系地层红砂岩为研究样本,利用先进的MTS810、MTS815电液伺服材料试验系统及配套的声发射检测仪、高温炉、高倍显微镜和扫描电镜等仪器设备,应用损伤断裂理论,分别从细观尺度和宏观尺度上对不同温度环境下红砂岩的破裂机理做了系统的研究。借助于声发射信号检测技术,分析探讨了红砂岩在温度/载荷作用下损伤破裂演化规律及其声发射特征。主要工作内容及重要研究成果如下:(1)在MTS810材料试验系统上通过实验获得:从20℃至900℃温度范围内红砂岩的实时全应力-应变曲线,分析得出红砂岩弹性模量、峰值应变、峰值强度等物理参数随温度的变化规律。(2)对高温环境下红砂岩升温、加载过程进行实时声发射检测表明:红砂岩在高温环境下产生热膨胀效应,低应力状态下声发射活动微弱,随应力增高声发射趋于活跃。声发射信息的活跃度与温度密切相关。(3)基于扫描电镜和高倍显微镜,获得了高温环境下红砂岩破裂断口处的裂纹图像。分析红砂岩断裂面形貌特点,得出高温作用下红砂岩断口处裂隙的扩展、闭合、晶界破裂特征。结果表明:高温作用导致红砂岩晶界破裂形式差异,进而影响其宏观力学性能。实验从微观角度揭示了高温作用下红砂岩宏观破裂特征的微观机制。(4)结合岩石统计强度理论、岩石损伤力学及高温环境下红砂岩的力学特征,得到包含温度因子的损伤演化模型。结合试验结果,利用热损伤的概念,给出了热损伤模型的表达式。理论模型与实验结果吻合较好,比较准确地描述了温度对红砂岩力学特性的影响机制。