高溫遇水冷卻巖石循環(huán)加卸載力學(xué)性能試驗(yàn)研究

賈蓬，王茵，李博，錢一錦

（東北大學(xué) 資源與土木工程學(xué)院，遼寧，沈陽 110819）

地?zé)豳Y源重要賦存形式之一干熱巖通常溫度大于180 °C[1]，在地?zé)崮茉撮_發(fā)利用中，了解干熱巖在鉆機(jī)機(jī)械等循環(huán)荷載反復(fù)作用和循環(huán)水冷卻作用下力學(xué)性質(zhì)的變化對于井壁穩(wěn)定性控制具有重要意義. 國內(nèi)外學(xué)者已對實(shí)時(shí)高溫和高溫作用后巖石的物理力學(xué)性質(zhì)及變形破壞特性等開展了一系列的研究. 許錫昌等[2]探究了花崗巖在實(shí)時(shí)高溫下的溫度效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)花崗巖彈性模量發(fā)生變化的閾值溫度是75 °C，單軸抗壓強(qiáng)度發(fā)生變化的閾值溫度是200 °C.DWIVEDI 等[3]研 究 了30 °C～160 °C 下 花 崗 巖 的 單軸抗壓強(qiáng)度、彈性模量、泊松比等物理力學(xué)性質(zhì)及裂紋演化特征，此外還總結(jié)了熱膨脹系數(shù)、熔點(diǎn)、比熱、導(dǎo)熱率和熱擴(kuò)散率等熱學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律. 張志鎮(zhèn)等[4]研究了850 °C 以內(nèi)實(shí)時(shí)高溫和1 200 °C 以內(nèi)高溫遇水冷卻兩種情況下花崗巖的物理力學(xué)特性.杜守繼等[5]對20 °C～800 °C 高溫花崗巖自然冷卻后開展單軸壓縮試驗(yàn)，得到溫度越高其波速降低幅度越大，而低于400 °C 時(shí)溫度對花崗巖力學(xué)性質(zhì)影響不大. YIN 等[6]研究得出與高溫后相比，實(shí)時(shí)高溫下花崗巖的脆性-韌性轉(zhuǎn)變臨界溫度較低，峰值應(yīng)力較低，彈性模量較小. CHEN 等[7]研究發(fā)現(xiàn)400 °C 是高溫花崗巖的應(yīng)力應(yīng)變特性發(fā)生變化的臨界溫度. 郤保平等[8]的試驗(yàn)表明高溫水冷卻花崗巖隨溫度升高巖石波速、單軸抗壓強(qiáng)度及彈性模量不同程度減小.黃中偉等[9]對花崗巖進(jìn)行液氮冷卻及自然冷卻處理，研究得到液氮冷卻方式會使巖石物理及力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生明顯劣化. 朱振南等[10]利用掃描電子顯微鏡揭示了高溫遇水冷卻花崗巖物理力學(xué)性質(zhì)變化的細(xì)觀損傷機(jī)制. 金愛兵等[11]對高溫后自然冷卻和水冷卻花崗巖進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)，并利用核磁共振、掃描電鏡等對其孔隙率、孔徑分布、應(yīng)力-應(yīng)變特性及細(xì)觀結(jié)構(gòu)損傷演化進(jìn)行研究.

上述成果為了解高溫對巖石物理力學(xué)性質(zhì)的影響奠定了基礎(chǔ)，然而目前的研究較多集中于單軸加載條件下花崗巖的力學(xué)性質(zhì)，而對其他巖性的巖石，諸如大理巖、砂巖等在經(jīng)歷高溫后的物理力學(xué)特性，特別是循環(huán)加卸載條件下的力學(xué)特性研究較少.REN 等[12]通過鹽巖不同溫度下單軸壓縮及疲勞試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隨著溫度升高鹽巖的塑性增強(qiáng). 趙國凱等[13]進(jìn)行了實(shí)時(shí)高溫下花崗巖單軸壓縮試驗(yàn)及循環(huán)加卸載試驗(yàn)，得到了溫度及循環(huán)加卸載的作用下巖石力學(xué)性質(zhì)變化規(guī)律. 以上研究僅針對高溫巖石在加卸載條件下的力學(xué)特性開展，對于高溫遇水冷卻后巖石在熱沖擊后的循環(huán)加卸載條件下物理力學(xué)特性討論較少. 本文對經(jīng)歷不同溫度高溫作用后的花崗巖、大理巖及綠砂巖巖樣進(jìn)行水冷卻處理后開展單軸加載及循環(huán)加卸載試驗(yàn)，對不同類型高溫水冷卻巖石的物理力學(xué)特性的變化規(guī)律加以研究.

1 巖樣的制備及試驗(yàn)方案

1.1 試件制備

試驗(yàn)所采用的花崗巖試件取自遼寧凌海市白臺子鄉(xiāng)李家店村，呈灰白色；大理巖試件取自山東省萊州市夏邱鎮(zhèn)，呈白色，試件表面有明顯鱗片狀玻璃光澤；綠砂巖取自四川隆昌縣金鵝鎮(zhèn)陽光村，呈灰綠色，顆粒分布均勻且無肉眼可見裂紋，三類巖石各取12塊圓柱形巖樣（見圖1）. 巖樣尺寸為φ50 mm×100 mm，試件端面平整度控制在±0.02 mm 以內(nèi). 為減小試件差異性，剔除存在明顯缺陷的巖樣，利用湘潭市天鴻電子研究所生產(chǎn)的HS-YS403B 型巖石聲波參數(shù)測試儀測試巖樣縱波波速，選取波速接近的巖石試樣進(jìn)行試驗(yàn). 自然風(fēng)干狀態(tài)下三類巖石物理力學(xué)參數(shù)如表1 所示.

圖1 三類巖石試件Fig. 1 Intact specimens of three types of rock

表1 三類巖石物理力學(xué)參數(shù)Tab. 1 Physical and mechanical parameters of three types of rock

1.2 試驗(yàn)設(shè)備與方法

首先采用日本電產(chǎn)新寶有限公司生產(chǎn)的DUB-07 小型電窯爐對其進(jìn)行高溫處理，對相同巖性實(shí)驗(yàn)組，按照25 °C（室溫）、200 °C、400 °C、600 °C 4 個(gè)溫度梯度將巖樣進(jìn)行分組編號，每個(gè)溫度梯度各設(shè)置3 塊試件，加熱速率設(shè)置為2 °C/min，以減少不均勻受熱導(dǎo)致的熱損傷對巖石試件的影響，達(dá)到目標(biāo)溫度恒溫4 h 后將試件從爐中快速取出，立即浸沒于預(yù)先準(zhǔn)備的室溫純凈水中進(jìn)行冷卻，待巖樣完全冷卻至室溫后取出，測定其基本物理參數(shù)，記錄分析巖樣表觀形貌損傷.

其次對高溫遇水冷卻后的試件進(jìn)行單軸加載，加載設(shè)備采用吉林省金力試驗(yàn)技術(shù)有限公司生產(chǎn)的電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)，工作壓力上限3 000 kN，可實(shí)時(shí)顯示實(shí)驗(yàn)曲線并存儲數(shù)據(jù). 試驗(yàn)采用0.002 mm/s位移控制，直至巖樣破壞后停止.

再對高溫遇水冷卻后的試件進(jìn)行等幅循環(huán)加卸載，以測得的單軸抗壓強(qiáng)度值為依據(jù)確定循環(huán)荷載的最大值σmax和最小值σmin，分別為該溫度下平均單軸抗壓強(qiáng)度的90%和30%，循環(huán)加卸載采用斜波控制. 對試驗(yàn)過程進(jìn)行自編程序設(shè)定，先以開環(huán)控制對巖石進(jìn)行預(yù)加載至5 kN，再以0.5 kN/s 的速率加壓到平均荷載σm，上升段和下降段均采用2 kN/s 的速率對巖樣進(jìn)行循環(huán)加卸載50 次，過程中如破壞則試驗(yàn)停止，如未破壞則循環(huán)50 次后以0.5 kN/s 的速率單軸加載至破壞. 見圖2.

圖2 加載設(shè)備及加載方式Fig. 2 Loading device and loading mode

2 熱沖擊對巖石物理力學(xué)特性的影響

2.1 物理參數(shù)變化規(guī)律

圖3 為熱沖擊后三類巖石的質(zhì)量損失率、體積增長率及密度損失率隨溫度的變化規(guī)律. 為研究高溫遇水冷卻處理對花崗巖體積、質(zhì)量及密度的影響，分別定義體積增長率ηV、質(zhì)量損失率ηm、密度損失率ηρ

圖3 三類巖石物理參數(shù)變化率隨溫度的變化Fig. 3 Variation rate of physical parameters of three types of rock with temperature change

式中：V1和V2分別為高溫遇水冷卻前后試樣的體積；m1和m2分別為高溫遇水冷卻前后巖樣的質(zhì)量；ρ1和ρ2分別為高溫遇水冷卻前后試樣的密度.

可見三類巖石在200 °C 之前體積增長率變化基本相當(dāng)，但超過200 °C 后，大理巖及花崗巖體積增長率顯著增大，這是由于較致密巖石初始孔隙率小，在高溫作用下礦物發(fā)生熱膨脹，造成體積增長率明顯增大；而綠砂巖由于具有較大的初始孔隙率，在高溫作用下礦物顆粒發(fā)生膨脹會侵占原有孔隙空間，因此在三類巖石中其體積增長率較低. 當(dāng)溫度超過400 °C 時(shí)，綠砂巖試件表面出現(xiàn)了近乎連通的橫向及縱向裂隙，這表明巖石內(nèi)部逐漸發(fā)生破裂與損傷的累積，由于高溫時(shí)巖石內(nèi)部結(jié)合水和結(jié)構(gòu)水的蒸發(fā)[14]，及水冷卻時(shí)巖屑掉落，其平均質(zhì)量損失率大幅增長，約為大理巖和花崗巖的10.7 倍，相應(yīng)密度減少率也大幅增加.

從圖3 可以看出，400 °C 可以作為三類巖石物理參數(shù)發(fā)生突變的閾值溫度，當(dāng)加熱溫度超過400 °C后，三類巖石的體積、密度和孔隙率都有顯著的變化，這是由于主要造巖礦物石英在573 °C 附近發(fā)生由α相到β相的轉(zhuǎn)變[15]，各向異性熱膨脹會產(chǎn)生大量熱誘導(dǎo)裂紋，雖然冷卻后相變可逆，但熱膨脹產(chǎn)生的微裂隙不可逆，因此體積增長率顯著增加，從而使密度減少率也增大.

圖4 比較了三類巖石受到熱沖擊后縱波波速的變化. 三類巖石的縱波波速均隨溫度升高而降低，其中花崗巖縱波波速下降最快，到600 °C 平均縱波波速降為1 111 m/s，是常溫時(shí)波速的23%；大理巖在400 °C之前縱波波速隨溫度降低較快，400 °C～600°C 縱波波速降低減慢；綠砂巖在400 °C 之前縱波波速隨溫度降低較慢，400 °C 之后縱波波速降低變快，可見熱沖擊對于致密巖石的縱波波速劣化明顯. 三類巖石在熱沖擊后產(chǎn)生了不同程度的損傷.

圖4 三類巖石熱沖擊后縱波波速隨溫度的變化Fig. 4 Variation of average longitudinal wave velocities of water-cooled high temperature rocks vs temperature

2.2 力學(xué)參數(shù)變化規(guī)律

圖5 為三類巖石受到不同溫度熱沖擊后在單軸受壓條件下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線. 花崗巖和大理巖的壓密段均隨高溫遇水冷卻處理溫度升高明顯增加，這說明礦物顆粒的膨脹導(dǎo)致原本致密的巖石內(nèi)部損傷破壞加劇，其峰值應(yīng)變明顯增長，峰值強(qiáng)度和彈性模量隨溫度升高顯著降低. 值得注意的是花崗巖在200 °C 溫度處理后峰值強(qiáng)度比常溫時(shí)有所增加，由常溫時(shí)的188.63 MPa 增長到214.46 MPa，提高了13.7%，這與許錫昌等[2]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，可能是由于花崗巖斷裂韌度的溫度效應(yīng)導(dǎo)致的[16].

圖5 三類巖石不同溫度熱沖擊后單軸應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig. 5 Uniaxial stress-strain curves of three types of water-cooled high temperature vs. temperature

大理巖高溫遇水冷卻后單軸抗壓強(qiáng)度及彈性模量均隨溫度升高而降低，200 °C、400 °C、600 °C 時(shí)的單軸抗壓強(qiáng)度分別是常溫時(shí)的73.6%、66.8%、65.0%，彈性模量分別是常溫時(shí)的62.6%、49.7%、38.4%. 而熱沖擊后綠砂巖的峰值強(qiáng)度和彈性模量下降幅度明顯小于花崗巖和大理巖. 可以看到，隨溫度升高，三類巖石的峰值應(yīng)變整體呈增大趨勢，彈性模量整體呈降低趨勢. 這是由于隨加熱溫度升高，巖石試件內(nèi)部原生裂隙受熱擴(kuò)展，新生裂隙不斷增多，水冷卻處理又使巖石試件在短時(shí)間內(nèi)受到很大熱沖擊，熱應(yīng)力破壞了顆粒間的膠結(jié)，導(dǎo)致巖石內(nèi)部微裂隙萌生和貫通，從而使彈性模量下降，變形增長.

表2 為三類受熱沖擊作用巖石的單軸壓縮破壞模式. 常溫下花崗巖致密且脆性較大，發(fā)生典型脆性張剪復(fù)合型破壞，碎裂塊較多；隨溫度升高其脆性逐漸減弱，200 °C 時(shí)發(fā)生張剪復(fù)合型破壞，碎裂塊較多，400 °C 時(shí)破壞方式逐漸變?yōu)闉橐约羟衅茐臑橹鞯募魪垙?fù)合破壞，并伴有大量碎屑，破碎程度增加；600 °C時(shí)發(fā)生剪切破壞，破壞面呈鱗片狀并伴有大量細(xì)小粉末狀松散巖屑. 大理巖在各個(gè)溫度下的破壞模式均以剪切破壞為主，隨著溫度升高，破裂面巖屑更細(xì)小，巖屑數(shù)量逐漸增多. 綠砂巖常溫及200 °C 高溫水冷卻處理后為張剪復(fù)合破壞，而在400 °C 及600 °C高溫時(shí)以剪切破壞為主，隨溫度升高破壞面細(xì)小裂紋發(fā)育，破裂面上巖屑逐漸變得粗糙、松散、易掉落.

表2 熱沖擊巖石單軸壓縮破壞模式Tab. 2 Uniaxial compression failure mode of water-cooled high temperature rock

3 循環(huán)加卸載條件下熱沖擊巖石的力學(xué)特性

圖6 為200 °C 熱沖擊后花崗巖循環(huán)加卸載條件下應(yīng)力-應(yīng)變曲線，第10 次循環(huán)時(shí)試件破壞. 可以看出，首次循環(huán)形成的滯回環(huán)面積遠(yuǎn)大于后續(xù)循環(huán)形成的滯回環(huán)面積，如圖7 所示，第9 次循環(huán)形成的滯回環(huán)面積顯著大于第4 次循環(huán)，試件接近破壞時(shí)形成的滯回環(huán)面積迅速增大. 在循環(huán)加卸載作用下，應(yīng)力-應(yīng)變曲線逐漸向應(yīng)變增大的方向移動(dòng)，塑性變形擴(kuò)展直至試件脆性破壞.

圖6 200 °C 花崗巖循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig. 6 Stress-strain curve of granite at 200 °C under cyclic loading and unloading

圖7 200 °C 花崗巖循環(huán)加卸載滯回環(huán)放大圖Fig. 7 Enlarged view of hysteresis loop of 200 °C granite under cyclic loading and unloading

圖8 為三類巖石在熱沖擊作用后循環(huán)加卸載應(yīng)力-應(yīng)變曲線與未經(jīng)循環(huán)加卸載的單軸加載曲線對比圖. 可以看到，經(jīng)過循環(huán)加卸載高溫遇水冷卻巖樣，隨循環(huán)次數(shù)的增加，試件密實(shí)度增大，彈性增強(qiáng)，塑性變形減小，而彈性模量增大；除發(fā)生疲勞破壞的200 °C 花崗巖曲線外，與單軸壓縮強(qiáng)度相比，試件強(qiáng)度都有所提高.

圖8 不同溫度下三類巖石應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig. 8 stress-strain curves of water-cooled rocks with different heating temperatures

經(jīng)25°C～400°C 高溫遇水冷卻處理后的三類巖石在循環(huán)荷載作用下彈性模量都有所增大，而600 °C時(shí)增加程度最為顯著. 這是由于在573 °C 附近，主要造巖礦物石英會發(fā)生由α相到β相的轉(zhuǎn)變[15]，且熱沖擊產(chǎn)生的熱應(yīng)力破壞了顆粒間的膠結(jié)，導(dǎo)致巖石內(nèi)部微裂隙萌生和貫通，造成巖石在單軸壓縮下其彈性模量顯著降低；而循環(huán)加卸載增加了試件的密實(shí)度，因而600 °C 對彈性模量的增強(qiáng)作用較為顯著.

隨著溫度升高，熱沖擊后巖石內(nèi)部損傷加劇，孔隙率增大，在循環(huán)加卸載條件下，三類巖石軸向變形總體呈增大趨勢，不可逆變形擴(kuò)展量增加，延性增強(qiáng)，且600 °C 時(shí)滯回環(huán)寬度最大，不可逆變形量最大. 在循環(huán)荷載作用下，由于三類巖石的晶粒結(jié)構(gòu)不同，其滯回曲線的形狀大小也各不相同. 花崗巖脆性較強(qiáng)且強(qiáng)度較高，其滯回曲線接近于線性，上限應(yīng)力較高且不可逆變形?。痪G砂巖和大理巖在高溫后具有明顯塑性特征，上限應(yīng)力低于花崗巖且變形較大. 相同溫度熱沖擊下滯回環(huán)寬度大小為砂巖＞大理巖＞花崗巖.

葛修潤等[17]通過大量實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)可以將變形作為巖石疲勞破壞的控制因素，認(rèn)為循環(huán)加卸載過程中變形發(fā)展隨溫度的變化十分重要. 圖9 為熱沖擊后三類巖石在循環(huán)加卸載條件下的應(yīng)變變化規(guī)律.可以發(fā)現(xiàn)，除200 °C 花崗巖發(fā)生疲勞破壞應(yīng)變突增外，三類巖石加載的上限應(yīng)變及卸載的下限應(yīng)變均隨溫度升高呈增大趨勢，且溫度越高增大速率越快，說明溫度升高造成循環(huán)加卸載條件下巖石試件延性增強(qiáng). 同時(shí)可以看到，第1 次加載與第50 次加載上限應(yīng)變值在各個(gè)溫度點(diǎn)均十分接近，第1 次卸載與第50 次卸載的下限應(yīng)變在各個(gè)溫度點(diǎn)也十分接近，第50 次循環(huán)加載及卸載曲線應(yīng)變值均略大于首次循環(huán)加、卸載曲線，且隨溫度升高，差值總體上呈增大趨勢，可見在本次試驗(yàn)中加載上限應(yīng)變與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)關(guān)系不大.

圖9 三類巖石循環(huán)加卸載曲線應(yīng)變隨溫度變化Fig. 9 Strain vs. temperature under cyclic loading and unloading

圖10 為循環(huán)荷載作用前后單軸抗壓強(qiáng)度與溫度關(guān)系圖. 可以看出，除200 °C 花崗巖外，三類巖石循環(huán)加卸載后單軸抗壓強(qiáng)度均大于無循環(huán)加卸載時(shí)的抗壓強(qiáng)度，25 °C、200 °C、400 °C、600 °C 高溫遇水冷卻處理后，花崗巖試樣最終破壞時(shí)的峰值應(yīng)力分別為其單軸加載下的129%、91%、123%、169%，其中600 °C 強(qiáng)度提高最多；大理巖試樣最終破壞時(shí)的峰值應(yīng)力分別為其單軸加載下的159%、213%、186%、149%；綠砂巖試樣破壞時(shí)峰值應(yīng)力分別為其單軸加載下的122%、143%、144%、127%. 這表明在一定循環(huán)次數(shù)內(nèi)，循環(huán)加卸載對于巖石的力學(xué)性質(zhì)有一定的改善，具體的循環(huán)次數(shù)閾值還需進(jìn)一步研究.

圖10 循環(huán)荷載作用前后單軸抗壓強(qiáng)度與溫度的關(guān)系Fig. 10 Relationship between uniaxial compressive strength and temperature before and after cyclic loading

如圖11 所示，在循環(huán)加卸載實(shí)驗(yàn)中，隨高溫遇水冷卻處理溫度升高，花崗巖和大理巖第1 次加載及第50 次加載彈性模量均呈下降趨勢，綠砂巖彈性模量雖在400 °C 時(shí)略有增大，但整體呈下降趨勢，下降幅度明顯小于花崗巖和大理巖，與單軸壓縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對應(yīng)，這是由于處理溫度升高，巖石試件內(nèi)部原生微裂隙延伸更廣，新生晶間及穿晶裂紋的擴(kuò)展、加寬和貫通形成了微裂紋網(wǎng)格[10]. 水冷卻處理使試件在短時(shí)間內(nèi)受到很大熱沖擊，熱應(yīng)力破壞了顆粒間的膠結(jié)，加速巖石內(nèi)部微裂隙萌生和貫通，從而使彈性模量下降. 隨循環(huán)次數(shù)增加，三類巖石第50 次（200 °C 花崗巖取第9 次循環(huán)）加載彈性模量均大于第1 次加載的彈性模量，這是由于循環(huán)加卸載過程使巖石逐漸壓密，彈性增強(qiáng)，彈性模量增大，這也表明在一定循環(huán)次數(shù)內(nèi)，循環(huán)加卸載對于巖石的彈性有一定的改善.巖樣更破碎. 加載后期，試件表面存在大量宏觀可見軸向裂紋，破壞形態(tài)多為張剪復(fù)合破壞. 花崗巖在常溫及熱處理水冷卻后破壞模均為張剪復(fù)合破壞，由于花崗巖循環(huán)加卸載壓縮時(shí)脆性較大，破壞前發(fā)出噼啪聲，破壞后多為塊狀巖屑，破壞面有明顯鱗片狀碎屑；隨處理溫度升高，破裂面巖屑更松散細(xì)小，掉落巖屑數(shù)量逐漸增多. 大理巖在各個(gè)溫度下的破壞模式均主要以“Y 形”及“X 形”拉-剪破壞為主，隨著溫度升高破裂面巖屑更為細(xì)小，數(shù)量逐漸增多. 綠砂巖主要破壞形態(tài)也為張剪復(fù)合破壞，400 °C 時(shí)以拉破壞為主，隨溫度升高破壞面細(xì)小裂紋發(fā)育，破裂面逐漸變粗糙，巖屑松散、易掉落.

圖11 三類巖石循環(huán)加載彈性模量隨溫度變化Fig. 11 Yang’s elastic modulus vs. temperature under cyclic loading and unloading

表3 熱沖擊巖石循環(huán)加卸載后單軸壓縮破壞模式Tab. 3 Uniaxial compression failure modes of water-cooled high temperature rock after cyclic loading and unloading

4 結(jié) 論

本文對常溫、200 °C、400 °C 和600 °C 4 種不同溫度處理后水冷卻的花崗巖、大理巖和綠砂巖開展了循環(huán)加卸載試驗(yàn)，分析了循環(huán)加卸載條件下不同巖性高溫水冷卻巖石的物理力學(xué)特性，得到了以下主要結(jié)論：

①三類巖石在200 °C 之前體積增長率變化基本相當(dāng)，但超過200 °C 后，大理巖體積增長率顯著增大，而砂巖在三類巖石中其體積增長率較低，當(dāng)溫度超過400 °C 后，其質(zhì)量損失率大幅增長，約為大理巖和花崗巖的10.7 倍. 400 °C 可以作為三類巖石物理參數(shù)發(fā)生突變的閾值溫度，當(dāng)加熱溫度超過400 °C后，三類巖石的體積增長率顯著增加.

②單軸壓縮條件下，高溫遇水冷卻花崗巖和大理巖的峰值應(yīng)變均隨溫度的升高而增加，彈性模量隨溫度的升高顯著降低. 總體上，三類熱處理水冷卻巖石的單軸抗壓強(qiáng)度隨溫度的升高而降低，但花崗巖在200 °C 溫度處理后峰值強(qiáng)度比常溫時(shí)有所增加，綠砂巖的峰值強(qiáng)度變化不大.

③在循環(huán)荷載作用下，花崗巖滯回曲線接近于線性，上限應(yīng)力較高且不可逆變形??；綠砂巖和大理巖在高溫后具有明顯塑性特征，上限應(yīng)力低于花崗巖且變形較大. 相同溫度熱沖擊下滯回環(huán)寬度大小順序?yàn)榫G砂巖＞大理巖＞花崗巖.

④隨循環(huán)次數(shù)增加，三類高溫遇水冷卻巖樣的塑性變形減小，彈性模量增大，試件強(qiáng)度較單軸壓縮均有提高；隨高溫遇水冷卻處理溫度升高，三類巖樣加載彈性模量降低，循環(huán)加卸載應(yīng)變整體呈增大趨勢，破壞面裂紋更為發(fā)育，破裂巖屑更為細(xì)碎.