Page 180 - 《爆炸与冲击》2025年第6期

第 45 卷 吝曼卿，等： 缓倾结构面岩体在梯度应力作用下的岩爆模型 第 6 期

动期，含结构面岩体的最高温起伏较大，温差在 2 ℃ 左右，周期在 100～120 s。加载至 3 600 s 时，试件进入
温度平稳期，此时温度波动较起始波动期平稳，温差波动在 1 ℃ 左右，周期增长至 500～600 s，大部分破坏
在此阶段产生，是岩爆孕育的重要阶段。加载至 5 100 s 时，试件进入温度突升期，在此阶段初期，试件卸载
面的最高温度处于稳定状态，温度波动在 0.2 ℃ 左右，经过 200 s，温度突然升高至 33.8 ℃，上升了 3.1 ℃。
这是因为此时发生了岩爆，并且伴随着大量高温区碎屑的崩出，试件加载过程中积攒的能量得到释放。

35.0 5.0 35.0 5.0

34.5 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 4.5 34.5 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 4.5
34.0
Maximum temperature/℃ 33.0 4.0 σ 1-1 /MPa Maximum temperature/℃ 33.0 4.0 σ 1-1 /MPa
34.0
33.5
33.5
32.5
3.5
3.5
32.5
32.0
32.0
3.0
3.0
31.5
31.5
31.0
30.5
30.5 2.5 31.0 2.5
30.0 2.0 30.0 2.0
2 400 3 000 3 600 4 200 4 800 5 400 2 400 3 000 3 600 4 200 4 800 5 400
Time/s Time/s
(a) A5 (b) A15
35.0 5.5
34.5 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 5.0
Maximum temperature/℃ 33.0 4.0 σ 1-1 /MPa
34.0
4.5
33.5
32.5
3.5
32.0
31.5
31.0
2.5
30.5 3.0
30.0 2.0
2 400 3 000 3 600 4 200 4 800 5 400
Time/s
(c) A25
图 11 试件加载过程中表面最高温度-时间曲线
Fig. 11 Maximum temperature-time curves during loading of specimen

此外，虽然不同缓倾结构面试件在整个岩爆演化过程中的红外辐射大致相似，但是监测得到的卸载
面 的 最 高 温 度 却 随 时 间 变 化 存 在 一 定 差 异 。 试 件 A5 在 温 度 突 升 期 的 最 高 温 度 相 较 于 试 件 A15 和
A25 没有明显的跳跃上升，但是在岩爆发生之前的整个阶段都是逐步上升的，岩爆发生时，其最高温度
上升了 0.3 ℃，而整个上升过程持续了 100 s，这也预示着岩爆即将发生。试件 A15 在温度突升期的最高
温度上升了 2.5 ℃，试件 A5、A15、A25 在岩爆发生时，表面卸载面的最高温度呈递增趋势。
综上分析，受试件缓倾结构面影响，结构面倾角越大，试件内部受力破坏由以应变型张拉破坏逐渐
向张拉-剪切复合型破坏过渡，含缓倾结构面试件在受力作用下积聚的能量越多，表现在卸载面捕捉的红
外辐射最高温度上升越大。

4 结 论

通过对含缓倾结构面的大尺寸试件进行三向加载-单面卸载的应力梯度加卸载岩爆试验，研究了含
缓倾结构面岩体的岩爆演化机制和破坏特征，得到以下主要结论。
(1) 含缓倾结构面试件在梯度应力荷载下均发生岩爆，岩爆孕育的宏观破坏过程均可分为安静阶

061442-11