高溫后花崗巖循環(huán)加卸載力學行為數(shù)值模擬

周傳濤,田文嶺,楊圣奇,甄治國

(1.中鐵二十局集團第四工程有限公司,青島 266061; 2.中國礦業(yè)大學力學與土木工程學院,徐州 221116)

在核廢料處置庫的開挖過程中,由于不斷地打眼放炮、機械開挖及地應力重新分布造成隧道內(nèi)圍巖不斷承受周期荷載。同時,在核廢料處置庫使用過程中,由于機械振動,也會在處置庫圍巖中形成周期荷載。周期循環(huán)荷載不斷地作用于圍巖,造成圍巖的持續(xù)損傷,對處置庫的安全穩(wěn)定運行造成重大安全隱患。同時,循環(huán)荷載可以為研究巖石損傷及變形特征提供一種有效的方法[1]。關于循環(huán)荷載下花崗巖力學行為的研究由來已久,并取得了一系列成果。

循環(huán)加卸載主要分為恒定最大應力加卸載和遞增最大應力加卸載兩種方式,恒定最大應力加卸載又稱為疲勞加載,研究巖石長時周期荷載作用下的力學行為[2],廣泛用于評估隧道、硐室圍巖長期動荷載下的穩(wěn)定性[3-4]。但在工程實踐中循環(huán)應力一般不是等幅值的,所以有必要研究遞增最大應力循環(huán)加卸載巖石損傷演化機理。遞增最大應力加卸載主要用于測試巖石彈性模量、殘余應變、泊松比、能量[5]在加載過程中的演化,進而用于評價試樣加載過程中的損傷,已經(jīng)得到了廣泛的應用。借助聲發(fā)射系統(tǒng)可以記錄花崗巖破壞過程的聲發(fā)射信號[6],花崗巖振鈴計數(shù)突變點大致在峰前90%處,可將此點作為判斷花崗巖破壞的前兆[7]。同時借助聲發(fā)射定位技術,可以分析巖石全應力-應變曲線與累計聲發(fā)射撞擊數(shù)和事件數(shù)的時空分布關系,揭示巖石在壓縮變形各個階段的破裂演化機制[8-9]。

由于處置庫圍巖受到核廢料衰變放熱的影響,其力學行為將發(fā)生改變。高溫作用引起花崗巖晶粒膨脹、脫水及化學變化,改變了花崗巖的基本物理特征[10-11],進而影響了花崗巖的力學行為[12]。實時高溫單軸壓縮試驗,溫度可以達到1 200 ℃[13],主要研究單軸壓縮強度、變形、破裂及聲發(fā)射特征隨溫度的變化[14]。實時高溫常規(guī)三軸壓縮試驗對設備要求較高,使用液壓油加熱最高溫度為600 ℃[15]。主要研究強度及剪切參數(shù)隨溫度變化,配合聲發(fā)射監(jiān)測技術可以鑒別特征應力[16]。然而,試驗手段較難獲得高溫作用花崗巖損傷破裂微細觀機理,例如微裂紋及能量演化,需要借助考慮花崗巖細觀結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬軟件來解決該問題。Zhao[17]使用二維顆粒流程序(PFC2D)模擬了Lac du Bonnet花崗巖實時高溫及高溫作用后的裂紋分布情況。在此基礎上,Yang等[18]使用PFC2D中的Cluster單元模擬了花崗巖實時高溫單軸壓縮力學行為,研究高溫及晶粒尺寸對花崗巖單軸壓縮損傷破裂過程的影響。

上述研究主要使用室內(nèi)試驗研究了循環(huán)加卸載及高溫作用花崗巖力學行為演化,而室內(nèi)試驗較難從細觀層面上觀察高溫后花崗巖三軸循環(huán)加卸載損傷破裂過程[19]。因此,現(xiàn)在前人研究的基礎上,使用PFC中的Cluster單元研究了高溫作用后花崗巖循環(huán)加卸載損傷破裂過程,為保障核廢料處置庫安全穩(wěn)定運行提供一定的理論基礎。

1 模擬方案

1.1 模擬加熱過程

Chen等[20]使用XRD(X-ray diffraction)衍射分析高溫作用后花崗巖的礦物成分,表明高溫處理對礦物成分影響較小,高溫主要影響礦物晶粒幾何特征。所以在模擬過程中不需要考慮高溫造成花崗巖礦物成分的改變,只需模擬因高溫作用礦物晶粒熱膨脹導致熱裂紋產(chǎn)生過程。在加溫過程中,由于花崗巖的摩擦系數(shù)會隨著溫度升高幾乎線性增加[21],所以模擬過程中需要考慮溫度對摩擦系數(shù)的影響。采用均勻加熱的方式模擬加熱過程,每次加熱1 °C,循環(huán)100次后繼續(xù)加熱,降溫過程與加熱過程相似。為了模擬石英發(fā)生α-β相變,當加溫至573 °C時,賦值石英顆粒半徑膨脹1.004 6倍[22]。同理在降溫至573 °C時,石英發(fā)生β-α相變,石英顆粒半徑縮小0.995 4倍。圖1給出了高溫600 ℃后花崗巖內(nèi)微裂紋分布特征[23]。為了研究高溫作用后花崗巖循環(huán)加卸載力學行為的影響,溫度同樣設定為常溫和600 ℃。

圖1 數(shù)值模擬循環(huán)加卸載的加卸載過程[23]

1.2 模擬循環(huán)加卸載

模擬循環(huán)加卸載時,其加載過程與單調(diào)加載相同:使用左右兩側(cè)墻對試樣進行伺服控制,保持圍壓(σ3)恒定,而上下端墻通過位移控制加載,速度(v)設置為0.025 m/s,如圖1(a)所示。當加載至設定軸向應變時進行卸壓,卸壓過程中側(cè)向墻依然采用伺服控制保持圍壓恒定,軸向采用伺服控制[24]。首先將軸向伺服控制壓力設置為當前壓力,并通過不斷減小軸向壓力(σ1,0.01 MPa/步)進行卸壓,當軸向偏應力減小至1 MPa時結(jié)束卸壓,如圖1(b)所示。圖2給出了循環(huán)加卸載典型應力、應變隨時步的變化,從圖2中可以看出加載過程中軸向卸載應變不斷增加,峰前設置7個循環(huán),峰后設置5個循環(huán),整個加載過程中圍壓保持不變。

圖2 循環(huán)加卸載典型應力應變曲線

2 高溫作用后花崗巖循環(huán)加卸載宏觀力學行為

由于PFC中的細觀參數(shù)與宏觀力學行為之間不存在直接的關系,一般通過“試錯法”匹配細觀參數(shù),即通過不斷調(diào)整細觀參數(shù),使得模擬結(jié)果與試驗結(jié)果能較好匹配。由于晶粒單元(grain-based model,GBM)中含有的細觀參數(shù)較多,在調(diào)試過程中首先固定石英、長石、云母和角閃石的細觀參數(shù),通過調(diào)整節(jié)理細觀參數(shù)完成細觀參數(shù)的標定。通過不斷試錯,得到了一組細觀參數(shù),如表1所示[23]。

表1 花崗巖晶粒內(nèi)部及晶粒邊界細觀參數(shù)[23]

為了驗證該模擬方法的可行性,首先進行高溫作用后常規(guī)三軸壓縮模擬,得到如圖3所示花崗巖三軸峰值強度隨溫度及圍壓演化特征[25]。從圖3中可以看出單軸壓縮下,峰值強度在溫度T=150 ℃時略有升高,其后開始緩慢下降,而在T=450～600 ℃時峰值強度開始快速降低,其后峰值強度緩慢降低。當圍壓σ3=10 MPa、T≤ 450 ℃時,峰值強度隨著溫度的增加波動降低,但變化不明顯,而在T=600 ℃時,有較大的突降,其后峰值強度隨溫度增加變化不明顯。當σ3≥20 MPa、T≤450 ℃時溫度對峰值強度的影響不大。但當T=600 ℃時,峰值強度都會有較大的突降。數(shù)值模擬得到峰值強度隨溫度的演化趨勢與室內(nèi)試驗結(jié)果吻合較好,說明該組細觀參數(shù)可以較好地反映高溫作用后花崗巖三軸力學行為。在此基礎上,可以開展高溫作用后花崗巖循環(huán)加卸載研究。

圖3 高溫作用花崗巖試樣常規(guī)三軸峰值強度隨溫度的變化

圖4所示為不同高溫作用后花崗巖試樣單調(diào)加載與循環(huán)加卸載應力-應變曲線室內(nèi)試驗及數(shù)值模擬結(jié)果。從圖4中可以看出總體上峰前循環(huán)加卸載應力-應變曲線與單調(diào)加載吻合較好,表現(xiàn)為良好的記憶特征。而當T=600 ℃時,由于此時試樣內(nèi)較多熱裂紋,循單軸壓縮環(huán)加卸載應力-應變曲線與單調(diào)加載曲線差別較大,其峰值強度明顯降低。針對產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因,接下來將從細觀層面予以解釋。常溫單軸壓縮峰后呈現(xiàn)脆性破壞,而圍壓作用下試樣具有一定的殘余強度。600 ℃高溫處理后單軸壓縮單調(diào)加載峰后殘余強度不明顯,而循環(huán)加卸載存在一定的殘余強度。三軸壓縮下,殘余強度有所增加。

圖4 不同高溫作用后花崗巖循環(huán)加卸載應力應變曲線室內(nèi)試驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果對比

在偏應力較小時,加載和卸載過程中軸向應力應變曲線存在明顯的下凹段。說明在卸載過程中當應力較小時試樣中的裂隙會張開,而在加載過程中裂隙會重新閉合。同時可以看出隨著圍壓的增大,下凹段越來越不明顯,說明圍壓一定程度上抑制了裂隙的張開。而峰后下凹段更加明顯,說明加載過程中造成的裂隙在卸載過程中也會一定程度上張開。但第一次卸載后,繼續(xù)加載對應的下凹段有所減弱,可能由于第一次循環(huán)加卸載導致部分閉合的裂隙未能完全張開。

壓密階段結(jié)束后進入彈性階段,從圖中可以看出即使試樣中已經(jīng)出現(xiàn)損傷,依然存在彈性階段。說明試樣雖然已經(jīng)出現(xiàn)損傷,即使在峰后階段,但當應力不足以使裂紋繼續(xù)擴展或剪切面產(chǎn)生滑移時,試樣依然表現(xiàn)為彈性特征。彈性階段結(jié)束后進入塑性階段,此時應力應變曲線表現(xiàn)為上凸特征。塑性階段在峰前表現(xiàn)不明顯,但峰后隨著循環(huán)次數(shù)的增加塑性特征越來越明顯。由于數(shù)值模擬試樣內(nèi)不存在初始缺陷,且峰后殘余強度較低,只能一定程度上反映高溫后花崗巖力學行為的演化特征。接下來將結(jié)合室內(nèi)試驗和數(shù)值模擬對循環(huán)加卸載變形及裂紋演化特征的影響展開分析。

從應力-應變曲線中可以提取加載段彈性模量,如圖5所示。從圖5(a)、圖5(b)可以看出常溫下彈性模量總體上隨著循環(huán)次數(shù)呈現(xiàn)先增加后基本穩(wěn)定,其后會出現(xiàn)緩慢降低至快速降低,最后趨于穩(wěn)定的變化趨勢。主要因為加載前期會造成原生裂隙孔隙閉合,導致試樣的彈性模量有所升高。當裂隙閉合后試樣進入彈性階段,加載時試樣內(nèi)裂紋產(chǎn)生較少,彈性模量變化不大。加載一定程度后,試樣內(nèi)裂紋不斷萌生貫通,承載結(jié)構(gòu)不斷損傷,導致試樣的彈性模量不斷降低。峰后彈性應變能釋放,試樣內(nèi)宏觀裂紋形成,彈性模量快速降低。當試樣內(nèi)的宏觀裂紋形成后,試樣承載結(jié)構(gòu)達到新的平衡,進入殘余強度階段,此時彈性模量變化不大。同時隨著圍壓的增大,在相同加載次數(shù)時彈性模量不斷增大。說明圍壓一定程度上增加了試樣的剛度,同時在加載過程中一定程度上抑制了裂紋的萌生。

圖5 不同高溫作用后試樣彈性模量隨循環(huán)次數(shù)的變化數(shù)

而600 ℃高溫處理后,試樣內(nèi)含有大量熱裂紋,導致彈性模量初始增加段及隨圍壓的變化更加明顯,如圖5(c)、圖5(d)所示。由于數(shù)值模擬試樣不具有初始缺陷,彈性模量初始上升段不明顯。從圖5(b)可以看出常溫下花崗巖彈性模量總體呈現(xiàn)峰前基本不變,峰后快速降低,而進入殘余強度基本不變的特征。由于單軸及10 MPa圍壓下試樣殘余強度較低,未進行循環(huán)加卸載模擬。同時由于缺少初始缺陷,導致常溫下試樣彈性模量對圍壓不敏感。而當試樣經(jīng)過600 °C高溫處理后,試樣內(nèi)存在大量的熱裂紋,如圖1(b)所示,導致彈性模量隨循環(huán)次數(shù)的演化特征發(fā)生明顯變化。初始加載閉合部分熱裂紋,彈性模量會隨著循環(huán)次數(shù)緩慢上升;其后,彈性模量開始緩慢降低。而當試樣加載至峰后時,彈性模量開始快速下降。此時彈性模量相較于常溫下對圍壓更加敏感,隨著圍壓升高不斷增加。總體上,不同高溫處理后試樣的彈性模量隨循環(huán)次數(shù)及溫度演化特征與室內(nèi)試驗結(jié)果相似。

試樣破壞過程中會伴隨離散分布于試樣內(nèi)部的微裂紋萌生擴展,室內(nèi)試驗主要觀察到宏觀裂紋,而對離散分布于試樣內(nèi)的微裂紋觀察較少。數(shù)值模擬模擬試樣破裂過程中可以較好地記錄微裂紋產(chǎn)生的時間及位置,但大量的微裂紋存在,導致宏觀裂紋不明顯。為了對比室內(nèi)試驗及數(shù)值模擬試樣的最終破裂模式,按照微裂紋對應顆粒相對位移量進行篩選裂紋,并得到宏觀裂紋分布特征,如圖6、圖7所示。常溫下,單軸壓縮下試樣主要以劈裂破壞為主,且裂紋主要在晶粒邊界萌生擴展;而10 MPa圍壓下試樣以單剪切裂紋破壞為主,但此時裂紋依然存在于晶粒邊界。隨著圍壓升高,試樣以共軛剪切破壞為主,且穿晶裂紋逐漸增多。Yang等[26]通過偏光顯微觀察不同圍壓下裂紋細觀結(jié)構(gòu),證明穿晶裂紋隨圍壓不斷增加的現(xiàn)象,一定程度上說明該數(shù)值模擬方法可以反映試樣破裂的細觀特征。

圖6 常溫下花崗巖循環(huán)加卸載試樣最終破裂模式

圖7 600 ℃高溫作用后花崗巖循環(huán)加卸載試樣最終破裂模式

600 ℃高溫作用后,單軸壓縮下試樣依然以劈裂破壞為主,且主要為晶粒邊界裂紋;常規(guī)三軸下試樣以單剪切裂紋破壞為主,隨著圍壓增高剪切裂紋帶上的分支逐漸減少,且穿晶裂紋的比例逐漸增多。對比室內(nèi)試驗結(jié)果可以看出數(shù)值模擬可以一定程度上反映宏觀裂紋隨溫度及圍壓的演化特征。

通過上述分析可以看出,數(shù)值模擬得到的高溫作用花崗巖應力應變曲線特征、彈性模量及泊松比隨循環(huán)次數(shù)的演化特征及破裂模式與室內(nèi)試驗結(jié)果相似,一定程度上說明了該數(shù)值模擬方法的可行性。而室內(nèi)試驗較難觀察試樣的破裂過程,基于上述分析,接下來將使用該數(shù)值模擬方法對高溫作用后花崗巖循環(huán)加卸載裂紋演化特征展開分析。

3 高溫作用后花崗巖循環(huán)加卸載裂紋演化特征

通過分析微裂紋演化過程,可較好探究循環(huán)加卸載損傷破裂機理。圖8給出了圍壓為40 MPa下循環(huán)及單調(diào)加載裂紋演化特征,從圖8(a)可以看出峰前循環(huán)加卸載應力-應變曲線及裂紋演化曲線與單調(diào)加載吻合較好,說明循環(huán)加卸載在峰前對試樣損傷演化影響不大。由于圍壓影響,初始加載微裂紋類型以晶粒邊界裂紋為主,而隨著加載進行試樣主要出現(xiàn)穿晶裂紋。峰值點附近微裂紋快速增加,且主要以穿晶裂紋為主。此時剪切帶快速形成[如圖8(b)],剪切帶穿過晶粒,產(chǎn)生較多穿晶裂紋。峰后循環(huán)加卸載應力-應變曲線及微裂紋演化曲線與單調(diào)加載發(fā)生偏離,微裂紋數(shù)目在初始卸載段開始增多;繼續(xù)加載過程中,當應力未達到前次加載最大應力時即出現(xiàn)裂紋增多的現(xiàn)象(Felicity效應)。此時循環(huán)加卸載對應的穿晶裂紋及沿晶裂紋數(shù)目明顯大于單調(diào)加載,且穿晶裂紋增加明顯。峰后應力快速下降,并進入殘余強度階段。殘余強度階段,剪切帶兩側(cè)巖體反復摩擦,造成循環(huán)加卸載對應微裂紋數(shù)目明顯大于單調(diào)加載。從圖8(b)可以看出,殘余強度階段,循環(huán)加卸載對應的晶粒邊界裂紋數(shù)目明顯大于單調(diào)加載,一定程度上說明剪切帶兩側(cè)巖體摩擦主要導致晶粒脫落,產(chǎn)生較多的晶粒邊界裂紋。

圖8 未經(jīng)處理花崗巖常規(guī)三軸壓縮過程中微裂紋演化特征(σ3=40 MPa)

由于600 ℃高溫作用后試樣內(nèi)存在大量的熱裂紋,導致單軸壓縮下循環(huán)加卸載裂紋演化特征與單調(diào)加載存在明顯區(qū)別,如圖9所示。由于承載結(jié)構(gòu)的破壞,卸載過程中試樣內(nèi)微裂紋繼續(xù)增加,同時加載過程中Felicity效應明顯,一旦加載微裂紋數(shù)即開始增加。所以,第一次加載后循環(huán)加卸載應力-應變曲線及微裂紋演化曲線與單調(diào)加載就產(chǎn)生了分離。當加載至第5次時,試樣內(nèi)沿晶裂紋數(shù)目明顯大于穿晶裂紋,循環(huán)加卸載對應的沿晶裂紋數(shù)目大于單調(diào)加載,而穿晶裂紋數(shù)基本相等,一定程度上說明循環(huán)加卸載過程主要是沿晶裂紋不斷擴展。同時由于循環(huán)加卸載過程中沿晶裂紋的不斷擴展,導致循環(huán)加卸載對應的峰值強度明顯小于單調(diào)加載。峰后應力開始緩慢下降,循環(huán)加卸載對應的微裂紋演化曲線與單調(diào)加載分離更加嚴重。此時沿晶裂紋和穿晶裂紋數(shù)目都有所增加,且循環(huán)加卸載對應的沿晶裂紋數(shù)與單調(diào)加載差別更大。此時試樣主要以微裂紋之間的不斷貫通為主,無明顯宏觀裂紋形成。而當試樣破壞時,循環(huán)加卸載對應的穿晶裂紋明顯小于單調(diào)加載。產(chǎn)生該現(xiàn)象的主要原因為,循環(huán)加卸載宏觀裂紋擴展速度相對單調(diào)加載慢,有較多的時間調(diào)整,所以裂紋總體沿晶粒邊界擴展;而當單調(diào)加載過程中,宏觀裂紋擴展較快,當裂紋擴展路徑經(jīng)過晶粒時更容易穿越晶粒。該現(xiàn)象與Ju等[27]通過理論及室內(nèi)試驗研究結(jié)果相似,裂紋擴展增大更容易產(chǎn)生穿晶裂紋。

圖9 600 ℃高溫處理花崗巖單軸壓縮過程中微裂紋演化特征

圍壓一定程度上增強了高溫損傷后試樣的承載能力,導致循環(huán)加卸載應力-應變曲線及微裂紋演化曲線與單調(diào)加載之間的區(qū)別有所減小,如圖10所示。峰前循環(huán)加卸載應力-應變曲線及微裂紋演化曲線與單調(diào)加載產(chǎn)生分離,導致循環(huán)加卸載對應的峰值強度略低于單調(diào)加載。此時試樣內(nèi)穿晶裂紋數(shù)量快速增加,且循環(huán)加卸載對應的穿晶裂紋明顯較單調(diào)加載多,而晶粒邊界裂紋增加不明顯。峰值處微裂紋開始快速增加,且循環(huán)加卸載對應的裂紋數(shù)與單調(diào)加載差距不斷在增大。峰后卸載過程裂紋數(shù)目持續(xù)增加,且Felicity效應明顯。而當試樣加載至殘余強度階段,由于剪切帶的滑動,裂紋數(shù)目持續(xù)增加,但此時主要增加的是穿晶裂紋。由于高溫作用,穿晶裂紋擴展充分,晶粒強度降低明顯,所以峰后殘余強度階段主要產(chǎn)生大量穿晶裂紋,晶粒被壓碎,出現(xiàn)大量粉末。

圖10 高溫處理花崗巖常規(guī)三軸壓縮過程中微裂紋演化特征(T=600 ℃,σ3=40 MPa)

4 討論

為了驗證數(shù)值模擬結(jié)果的可行性,圖11、圖12分別給出了三軸壓縮破裂后裂紋遠場及近場處偏光顯微結(jié)果。從圖11可以看出加載對裂紋遠場處的影響較小,常溫下晶粒之間嵌鎖緊密,晶粒較完整,但部分晶粒處會有一定的缺陷,該缺陷可能為原始缺陷。原始缺陷的存在一定程度上造成了應力應變曲線在初始壓縮時產(chǎn)生非線性壓密段。而600 ℃高溫處理后,試樣內(nèi)存在大量的穿晶裂紋及晶粒邊界裂紋,與圖9、圖10對應的結(jié)果相似。由于大量穿晶及晶粒邊界裂紋的存在,造成其力學行為與常溫下明顯不同。

圖12 宏觀裂紋近場偏光顯微結(jié)果(σ3=40 MPa)

圖12給出了宏觀裂紋近場處偏光顯微結(jié)果,從圖中可以看出不同高溫作用下其破裂特征明顯不同。未經(jīng)高溫處理花崗巖宏觀裂紋兩側(cè)較光滑,周圍晶粒破壞較少,宏觀破壞對周圍晶粒影響較小。同時由于循環(huán)荷載作用,裂紋處存在明顯的晶粒脫落現(xiàn)象[圖12(a)],該現(xiàn)象與圖8得到的結(jié)論相似。高溫處理后,宏觀裂紋面較粗糙,同時宏觀裂紋兩側(cè)的晶粒破壞較裂紋遠場處明顯嚴重,說明宏觀破壞對周圍晶粒影響較大。同時在宏觀裂紋處存在明顯的晶粒壓碎現(xiàn)象,出現(xiàn)大量粉末,該結(jié)果與圖10得到的結(jié)論相同。通過對高溫處理后花崗巖破裂處的偏光顯微分析,一定程度上說明使用GBM模型可以用于分析高溫處理后花崗巖循環(huán)加卸載細觀力學行為。

5 結(jié)論

使用數(shù)值模擬方法對高溫處理后花崗巖三軸循環(huán)加卸載損傷演化特征展開分析,研究了應力-應變曲線特征及彈性模量隨溫度及圍壓的演化特征,及試樣的損傷破裂過程,主要得到以下結(jié)論。

(1)采用PFC中的GBM單元構(gòu)建了花崗巖試樣并開展了高溫作用后常規(guī)三軸壓縮及循環(huán)加卸載試驗模擬,通過模擬獲得的高溫后花崗巖循環(huán)加卸載試驗應力應變曲線、彈性模量及最終破裂模式隨溫度及圍壓的演化,得到的數(shù)值模擬結(jié)果與室內(nèi)試驗結(jié)果吻合較好。

(2)彈性模量隨循環(huán)次數(shù)變化主要分為峰前階段、峰后破裂階段及殘余強度階段。600 ℃處理后試樣內(nèi)存在大量熱裂紋,彈性模量峰前階段會存在明顯上升階段,且對圍壓更加敏感。

(3)未經(jīng)處理花崗巖三軸壓縮初始階段主要產(chǎn)生晶粒邊界裂紋,其后穿晶裂紋占主導地位。進入殘余強度后,剪切帶兩側(cè)反復摩擦,產(chǎn)生大量晶粒脫落。

(4)600 ℃高溫處理后,單軸循環(huán)加、卸載過程都會對應微裂紋增加(主要增加沿晶裂紋),所以循環(huán)加卸載峰值強度較單調(diào)加載明顯降低。而高圍壓限制了卸載過程微裂紋數(shù)目增加及Felicity效應,循環(huán)加卸載峰值強度與單調(diào)加載差距明顯減小。同時由于熱處理導致晶粒強度降低,剪切帶兩側(cè)反復摩擦,產(chǎn)生大量穿晶裂紋。