Page 73 - 《爆炸与冲击》2023年第2期

第 43 卷 黄耀莹，等： 实时高温作用下花岗岩冲击压缩力学特性研究 第 2 期

4 XRD 结果分析

为进一步分析矿物成分变化对试验结果的影响，对破碎试件进行 X 射线衍射（X-ray diffraction, XRD）
分析。根据 XRD 结果，分别绘制花岗岩在 20、200、400 和 600 ℃ 下的 X 射线衍射图谱，如图 19 所示。

1—Quartz 1—Quartz
2—Plagioclase 2—Plagioclase
3—Potassium feldspar 3—Potassium feldspar
4—Mica 4—Mica
Intensity 5—Chlorite Intensity 5—Chlorite
6—Magnetite
6—Magnetite

10 20 30 40 50 10 20 30 40 50
θ/(°) θ/(°)
(a) 20 ℃ (b) 200 ℃

1—Quartz 1—Quartz
2—Plagioclase 2—Plagioclase
3—Potassium feldspar 3—Potassium feldspar
4—Mica 4—Mica
Intensity 5—Chlorite Intensity 5—Chlorite
6—Magnetite
6—Magnetite

0
10 20 30 40 50 10 20 30 40 50
θ/(°) θ/(°)
(c) 400 ℃ (d) 600 ℃

图 19 不同实时高温下花岗岩 X 衍射图谱
Fig. 19 X-ray diffraction patterns of granite at different real-time high temperatures
由衍射结果可知，川藏铁路色季拉山施工
表 4 矿物成分的质量分数（%）
区域加里东期花岗岩主要成分为石英、长石（以
Table 4 Mass fraction (%) of the components
斜长石、钠长石为主）和云母，并含有少量绿泥
温度/℃ 石英 长石 云母 绿泥石 磁铁矿
石和磁铁矿。在四种试验温度下，花岗岩主要矿
20 53.4 32.2 7.2 2.2 5.0
物成分衍射信息均未消失，说明该地区花岗岩
200 52.5 35.6 8.4 1.7 0.5
在 20～600 ℃ 化学性质较为稳定。通过 K 值法 [22]
400 77.4 17.1 3.4 1.4 0.7
计算得出不同实时温度下花岗岩主要矿物成分
600 33.3 50.0 13.2 1.5 0.6
的相对含量，如表 4 所示。
由表 4 可知，20～400 ℃ 试件中石英含量随温度升高而不断增大，600 ℃ 时有所下降，这可能是由于
在 573 ℃ 附近石英发生了低温 α 石英向高温 β 石英的相变过程。长石和云母含量随温度升高有所波动，
规律不明显，由于二者主要成分均为金属铝硅酸盐，因此单独分析某一种成分的含量变化较为片面，需
要综合分析长石和云母的相对含量之和，绘制长石、云母含量之和随温度变化曲线，如图 20 所示。
由图 20 可知，20～200 ℃ 长石和云母相对含量之和增大，在 200 ℃ 时达到最大，与冲击试验结果保
持一致。200～400 ℃ 长石和云母相对含量下降，石英相对含量增大，从材料方面解释了花岗岩破碎分形
维数在 20～400 ℃ 变化规律不明显的原因：三种主要矿物成分含量在 20～400 ℃ 内随温度变化规律有

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