岩石变形破坏过程的热力学分析

谢和平¹，彭瑞东¹，周宏伟¹

(1.中国矿业大学(北京)

摘要:岩石在变形破坏过程中始终不断与外界交换着物质和能量,岩石的热力学状态也相应的不断发生变化.根据非平衡热力学理论,从理论上解释了岩石变形破坏过程的能量耗散及能量释放特征.在岩石的变形破坏过程中,热量供给和岩石体积元的形状及位置变化作为岩石体积元内塑性硬化、微缺陷形成等的能量源,导致弥散在岩石内部的微缺陷不断演化,从无序分布逐渐向有序发展,形成宏观裂纹,最终宏观裂纹沿某一方位汇聚形成大裂纹导致整体失稳(灾变).从力学角度而言.它实际上就是一个从局部耗散到局部破坏最终到整体灾变的过程.从热力学上看,岩石(岩体)这一变形、破坏、灾变过程是一种能量耗散的不可逆过程,包含能量耗散和能量释放.岩体总体灾变实质上是能量耗散和能量释放的全过程,而灾变瞬间是以能量释放作为主要动力.

关键词:关键词岩石; 能量耗散失稳破坏损伤; 强度;

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