收稿日期：2021-10-28""" 修回日期：2022-01-06

基金項(xiàng)目：

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（No.51778021）；北京市杰出青年基金資助項(xiàng)目（No.JQ20039）

通信作者：

范立峰，教授。E-mail： fanlifeng@bjut.edu.cn

引用格式：高經(jīng)緯，程紹桐，范立峰.加熱方式對(duì)花崗巖力學(xué)性能影響的試驗(yàn)研究［J］.應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào)，2024，41（3）：567-574.

GAO Jingwei，CHENG Shaotong，F(xiàn)AN Lifeng.Effects of heating methods on the mechanical properties of granite［J］.Chinese journal of applied mechanics，2024，41（3）：567-574.

文章編號(hào)：1000-4939（2024）03-0567-08

摘" 要：為了對(duì)比微波加熱和傳統(tǒng)加熱對(duì)花崗巖力學(xué)特性的影響，采用微波加熱和傳統(tǒng)加熱兩種方式對(duì)花崗巖進(jìn)行了不同溫度加熱處理（分別是300、500、600、800℃），對(duì)加熱后的試樣分別進(jìn)行密度、縱波波速測(cè)量和單軸壓縮試驗(yàn)，分析了兩種加熱方式下密度、波速、應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)、單軸抗壓強(qiáng)度和彈性模量隨溫度變化規(guī)律，討論加熱方式對(duì)花崗巖性能的影響。結(jié)果表明：兩種加熱方式下，花崗巖的密度、波速、單軸抗壓強(qiáng)度和彈性模量均隨加熱溫度升高而降低，并且在500～600℃范圍內(nèi)降低速率最大。在相同加熱溫度下，微波加熱會(huì)使花崗巖的密度、波速、單軸抗壓強(qiáng)度和彈性模量下降得更多。兩種加熱方式誘導(dǎo)的差異性隨加熱溫度升高而增加。相比于傳統(tǒng)加熱，微波加熱時(shí)間更短，一般僅為傳統(tǒng)加熱時(shí)間的1/7，微波加熱在降低花崗巖性能方面效率更高。

關(guān)鍵詞：高溫巖石；微波加熱；傳統(tǒng)加熱；單軸壓縮

中圖分類(lèi)號(hào)：TU45" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.11776/j.issn.1000-4939.2024.03.009

Effects of heating methods on the mechanical properties of granite

GAO Jingwei，CHENG Shaotong，F(xiàn)AN Lifeng

（College of Architecture and Civil Engineering，Beijing University of Technology，100122 Beijing，China）

Abstract：To compared the microwave and conventional heating effects on the mechanical properties of granite，microwave and conventional heating methods were performed to heat granite specimens at different temperature （300，500，600，800℃）.After heating，the density，P-wave velocity，and uniaxial compression tests were performed.The effects of heating temperature on the density，P-wave velocity，stress-strain curve，uniaxial compression strength and elastic modulus were analyzed under the two heating methods.The microwave and conventional heating effects on the granite properties were discussed.The results show that under the two kinds of heating methods，the density，P-wave velocity，uniaxial compression strength，and elastic modulus all decrease as heating temperature increases，and the reduction rate is the highest from 500 to 600℃.Under the same heating temperature condition，the decreasing extent in density，P-wave velocity，uniaxial compression strength，and elastic modulus of granite after microwave heating is higher than that after conventional heating.The difference induced by the two heating methods increases as heating temperature increases.Compared with conventional heating，the microwave heating time is shorter，generally only 1/7 of the conventional heating time.Therefore，microwave heating is more efficient in degrading granite performance.

Key words：high-temperature rock；microwave heating；conventional heating；uniaxial compression

地下空間開(kāi)發(fā)利用，是節(jié)約土地資源，高效利用城市空間資源，提升城市綜合承載能力的重要手段。目前我國(guó)有一大批地下空間項(xiàng)目正在投入建設(shè)。地下空間開(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì)遇到極硬的巖石，這會(huì)導(dǎo)致掘進(jìn)機(jī)開(kāi)挖效率降低、刀具磨損嚴(yán)重、工程成本增加和工期增長(zhǎng)。因此，高效破巖成為地下空間建設(shè)亟待解決的技術(shù)難題［1-4］。高溫加熱能誘導(dǎo)巖石力學(xué)強(qiáng)度下降，并且可操作性較強(qiáng)。因此，高溫輔助破巖成為了一種極具前景的高效破巖手段。目前，微波加熱和傳統(tǒng)加熱是常用的加熱方式［5-6］。研究微波加熱和傳統(tǒng)加熱對(duì)巖石力學(xué)行為的影響，對(duì)于選取合適的高溫輔助破巖方式，具有重要的參考價(jià)值。

前人采用傳統(tǒng)加熱方式，針對(duì)花崗巖的熱效應(yīng)問(wèn)題已經(jīng)開(kāi)展了大量研究。對(duì)加熱后花崗巖的力學(xué)行為開(kāi)展了一系列測(cè)試，如：抗壓強(qiáng)度、彈性模量、壓縮破壞模式、抗拉強(qiáng)度、徑向模量等［7-10］。研究結(jié)果表明花崗巖力學(xué)行為的變化存在一個(gè)閾值溫度。當(dāng)加熱溫度低于閾值溫度時(shí)，花崗巖的力學(xué)行為隨溫度增加變化較??；然而當(dāng)加熱溫度高于閾值溫度時(shí)，花崗巖的強(qiáng)度和模量隨溫度增加顯著下降，并且破壞發(fā)生脆-塑性轉(zhuǎn)變?；◢弾r破壞形態(tài)隨著溫度升高從軸向劈裂破壞向剪切破壞變化。高溫后花崗巖力學(xué)行為劣化與其細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)變化密切相關(guān)?；◢弾r由多種礦物組成，不同的礦物具有不同的熱膨脹特性。在高溫或溫度梯度作用下，礦物熱膨脹變形不一致會(huì)誘導(dǎo)熱應(yīng)力產(chǎn)生，當(dāng)產(chǎn)生的熱應(yīng)力大于巖石強(qiáng)度時(shí)，巖石內(nèi)部會(huì)發(fā)生晶間破壞和穿晶破壞，進(jìn)而導(dǎo)致巖石的強(qiáng)度和彈性模量降低［11-12］。由已有研究結(jié)果可知，傳統(tǒng)加熱可以造成巖石力學(xué)性能下降，進(jìn)而有利于輔助機(jī)械破巖，提高破巖效率。然而采用傳統(tǒng)加熱方式，加熱過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)、能耗大，工作效率有待提高，所以很有必要進(jìn)一步選取新的加熱方式作為高溫輔助破巖手段。

目前，越來(lái)越多的學(xué)者對(duì)微波輔助破巖的可行性進(jìn)行了探索和研究。微波加熱功率、加熱時(shí)間、加熱次數(shù)等因素都會(huì)影響巖石的力學(xué)性能［13-14］。研究表明花崗巖的強(qiáng)度隨著微波持續(xù)照射時(shí)間增加而降低。另外采用高功率密度和短時(shí)間微波照射，會(huì)使巖石內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫度梯度，進(jìn)而有利于巖石力學(xué)性能劣化。微波照射對(duì)不同種類(lèi)巖石的影響程度不一樣。文獻(xiàn)［15］對(duì)不同種類(lèi)的巖石（蘇長(zhǎng)巖、花崗巖和玄武巖）進(jìn)行不同微波功率和時(shí)間的照射。結(jié)果顯示，蘇長(zhǎng)巖對(duì)微波照射最敏感、玄武巖次之、花崗巖最不敏感。巖石宏觀(guān)力學(xué)性能劣化與其細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)變化密切相關(guān)。巖石中不同礦物介電常數(shù)不一樣，對(duì)微波的吸收能力也不同。在微波加熱過(guò)程中，礦物熱膨脹差異形成的溫度應(yīng)力會(huì)誘導(dǎo)巖石內(nèi)部發(fā)生晶間開(kāi)裂和晶內(nèi)開(kāi)裂，進(jìn)而造成巖石宏觀(guān)物理力學(xué)行為發(fā)生劣化［16］。文獻(xiàn)［17］基于微波照射參數(shù)與裂隙擴(kuò)展行為的關(guān)系，預(yù)測(cè)微波加熱后巖石的強(qiáng)度，為微波破巖技術(shù)在實(shí)際中應(yīng)用提供理論依據(jù)。文獻(xiàn)［18］進(jìn)一步探討了微波輻射誘導(dǎo)巖石強(qiáng)度下降會(huì)顯著提高機(jī)械破巖設(shè)備刀具侵入率，降低刀具磨損并提高刀具壽命。文獻(xiàn)［19］總結(jié)了微波輔助破巖方面的研究進(jìn)展，并探討了微波輻射在開(kāi)采油頁(yè)巖和煤層氣等非常規(guī)油氣資源的應(yīng)用前景。已有研究結(jié)果表明，傳統(tǒng)加熱和微波加熱均會(huì)造成巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生劣化，力學(xué)性能下降。然而，兩種加熱方式下巖石損傷效果的差異性以及工作效率尚不明確。進(jìn)一步研究傳統(tǒng)加熱和微波加熱對(duì)巖石性能的影響對(duì)于實(shí)際工程中選取合理、高效、節(jié)能的高溫輔助破巖方式具有重要的參考價(jià)值。

為了對(duì)比傳統(tǒng)加熱和微波加熱對(duì)花崗巖性能的影響，本研究對(duì)傳統(tǒng)加熱和微波加熱后的花崗巖進(jìn)行密度、縱波波速和單軸壓縮測(cè)試，研究?jī)煞N加熱方式下花崗巖的密度、縱波波速、應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)、抗壓強(qiáng)度和彈性模量隨加熱溫度的變化規(guī)律，以期為高溫輔助破巖技術(shù)推廣應(yīng)用提供參考數(shù)據(jù)。

1" 試驗(yàn)方法

1.1" 花崗巖試樣準(zhǔn)備

圖1呈現(xiàn)了試驗(yàn)所用的花崗巖試樣?；◢弾r采自山東省煙臺(tái)市。X射線(xiàn)衍射（XDR）測(cè)試結(jié)果表明花崗巖主要由石英（33.4%）、鉀長(zhǎng)石（20.3%）、斜長(zhǎng)石（40.0%）、方解石（1.4%）、云母（3.4%）和少量黏土礦物（1.5%）組成?；◢弾r密度為2630kg/m3。

花崗巖被加工成直徑為50.0mm，高度為100.0mm的圓柱體試樣。試驗(yàn)共準(zhǔn)備36塊試樣，分為9組，每組4塊試樣。為了減小花崗巖各向異性對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，本研究所有的試樣均取自同一塊大的巖體上。另外對(duì)所有試樣的兩個(gè)端面進(jìn)行打磨以滿(mǎn)足單軸壓縮試驗(yàn)要求。試驗(yàn)之前對(duì)所有試樣認(rèn)真檢查確保試樣無(wú)明顯缺陷。為了避免試樣含水率不同造成試驗(yàn)結(jié)果離散，對(duì)所有的試樣在105℃環(huán)境下烘干48 h。

1.2" 加熱處理

加熱處理之前，首先對(duì)試樣進(jìn)行質(zhì)量和體積測(cè)量，然后進(jìn)行縱波波速測(cè)試，隨后對(duì)試樣進(jìn)行加熱處理。文獻(xiàn)［20］研究表明花崗巖在低于200℃時(shí)，其物理力學(xué)性能變化較小。因此，本研究將加熱目標(biāo)溫度設(shè)置為300、500、600、800℃，分別采用傳統(tǒng)加熱和微波加熱兩種方式對(duì)試樣進(jìn)行加熱。傳統(tǒng)加熱方式下，以2.5℃/min的加熱速率將試樣加熱至目標(biāo)溫度并恒溫3 h以確保試樣內(nèi)部受熱均勻；微波加熱下，以2kW的加熱功率將試樣加熱至目標(biāo)溫度并恒溫5 min，二者均在自然條件下冷卻至室溫［14，16］。之后對(duì)加熱后的試樣再次進(jìn)行質(zhì)量，體積和波速測(cè)量。最后采用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)加熱后的試樣進(jìn)行單軸壓縮測(cè)試，采用 0.5MPa/s的加載速率。

2" 試驗(yàn)結(jié)果和討論

2.1" 密度變化對(duì)比

本研究引入密度減小率來(lái)描述兩種方式加熱后試樣的密度變化程度。

ρ=ρ1－ρ2ρ1×100%

式中：ρ為密度減小率；ρ1為初始干燥后花崗巖的密度；ρ2為加熱后花崗巖的密度。

圖2呈現(xiàn)了微波和傳統(tǒng)加熱后花崗巖密度減小率隨溫度的變化規(guī)律。從圖2中可以看到兩種加熱方式下密度減小率隨加熱溫度升高而增加。加熱溫度高于300℃時(shí)，相同加熱溫度下微波加熱后花崗巖密度減小率相比傳統(tǒng)加熱后的更大。當(dāng)加熱溫度達(dá)到800℃時(shí)，微波和傳統(tǒng)加熱后花崗巖密度分別下降了0.40%和0.36%。

高溫后花崗巖密度降低與其質(zhì)量下降和體積增加密切相關(guān)。在本研究中，質(zhì)量下降可能與巖石內(nèi)結(jié)合水和結(jié)晶水逸出有關(guān)。結(jié)合水在100～300℃溫度下發(fā)生逸出，結(jié)晶水在300～500℃溫度下發(fā)生逸出［21-22］。在熱處理過(guò)程中，熱誘導(dǎo)微裂隙的產(chǎn)生可能會(huì)造成試樣體積膨脹。這些因素會(huì)誘導(dǎo)花崗巖密度隨加熱溫度升高而降低。

2.2" 縱波波速變化對(duì)比

縱波在巖體中的傳播速度會(huì)受到礦物成分、礦物之間的膠結(jié)程度以及孔隙率的影響［23］?？v波波速變化是表征熱開(kāi)裂巖體整體損傷的一種有效的指標(biāo)?？v波波速下降表示巖體的總體損傷增加［11］。

圖3呈現(xiàn)了微波和傳統(tǒng)加熱后花崗巖縱波波速隨溫度的變化規(guī)律。從圖3中可以看到兩種加熱方式下，花崗巖縱波波速隨溫度升高而減小。然而，相同加熱溫度下微波加熱后花崗巖縱波波速降幅相比傳統(tǒng)加熱后的更大。加熱溫度達(dá)到600℃時(shí)，微波和傳統(tǒng)加熱后花崗巖縱波波速分別降低了75.2%和65.1%。800℃時(shí)，由于試塊損傷嚴(yán)重，已無(wú)法測(cè)得縱波波速。

對(duì)于花崗巖材料，微波加熱速率相比傳統(tǒng)加熱速率更快，并且微波會(huì)對(duì)介電常數(shù)大的礦物進(jìn)行選擇性加熱，這會(huì)導(dǎo)致礦物之間的溫度梯度增大［24］。由于礦物熱膨脹系數(shù)的不均勻性，溫度梯度越大，誘導(dǎo)的熱應(yīng)力可能越大，進(jìn)而可能導(dǎo)致更多微缺陷產(chǎn)生?？v波在通過(guò)微缺陷時(shí)會(huì)發(fā)生透反射，造成能量損失，進(jìn)而造成波速下降［25］。微缺陷越多，波速下降越多。所以微波加熱后花崗巖縱波波速下降幅度相比傳統(tǒng)加熱后的更大。

2.3" 單軸壓縮試驗(yàn)

2.3.1" 應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)對(duì)比

圖4呈現(xiàn)了兩種加熱方式下加熱溫度是300、500、600、800℃時(shí)花崗巖的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)。從圖4中看到應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)均經(jīng)歷了4個(gè)階段，分別是壓密階段、彈性變形、屈服變形和破壞階段。在壓密階段，曲線(xiàn)呈上凹型，壓密階段隨溫度升高而增長(zhǎng)；在彈性階段，應(yīng)力與應(yīng)變呈線(xiàn)性增長(zhǎng)關(guān)系，直線(xiàn)段斜率為試樣的平均彈性模量，直線(xiàn)斜率隨溫度升高而下降；在屈服變形階段，曲線(xiàn)呈上凸型，這可能與試樣內(nèi)部出現(xiàn)的微裂隙有關(guān)系；在破壞階段，試樣逐漸達(dá)到承載極限，并且峰值應(yīng)力隨溫度升高而下降。

圖5分別為不同溫度下，花崗巖經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)加熱和微波加熱后的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)。從圖5中看到在相同加熱溫度下，相比于傳統(tǒng)加熱，微波加熱后試樣的壓密階段更長(zhǎng)，并且峰值應(yīng)力和彈性模量更小。這可能與微波加熱下試樣內(nèi)部產(chǎn)生更多的微裂隙有關(guān)系。

應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)中，壓密段的產(chǎn)生與試樣初始缺陷被壓縮閉合密切相關(guān)［26］。壓密段通常隨著初始微缺陷增加而增長(zhǎng)。在高溫作用下，礦物之間熱膨脹變形不一致以及礦物不同晶軸方向熱膨脹變形不一致，均會(huì)誘導(dǎo)熱應(yīng)力產(chǎn)生［27］。當(dāng)熱應(yīng)力超過(guò)巖石的抗拉或者抗剪強(qiáng)度時(shí)，巖石內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生熱開(kāi)裂。隨著溫度升高，巖石內(nèi)部的熱應(yīng)力增加，熱致裂隙可能會(huì)相應(yīng)地增加［28］。所以應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)中的壓密段隨著溫度升高而增長(zhǎng)。當(dāng)溫度從500℃增加至600℃，石英礦物在大約573℃時(shí)，相變可能會(huì)誘導(dǎo)花崗巖內(nèi)部微裂隙顯著增加［20］。所以溫度從500℃增加至600℃時(shí)，兩種加熱方式下，試樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)中的壓密階段均會(huì)明顯增加。對(duì)于花崗巖材料，微波加熱速率相比傳統(tǒng)加熱速率更快，并且微波會(huì)對(duì)介電常數(shù)大的礦物進(jìn)行選擇性加熱，這會(huì)導(dǎo)致礦物之間的溫度梯度增大，誘導(dǎo)的熱應(yīng)力增加，進(jìn)而可能誘導(dǎo)更多微裂隙產(chǎn)生［29-30］。所以相同溫度下，微波加熱后花崗巖的壓密段比傳統(tǒng)加熱后的更長(zhǎng)。

2.3.2" 單軸抗壓強(qiáng)度對(duì)比

圖6呈現(xiàn)了微波和傳統(tǒng)加熱后花崗巖單軸抗壓強(qiáng)度隨溫度的變化規(guī)律。

從圖6中看到兩種加熱方式下單軸抗壓強(qiáng)度隨溫度升高均降低，并且在相同加熱溫度下，微波加熱后試樣的抗壓強(qiáng)度降低幅度相比傳統(tǒng)加熱后的更大。加熱溫度達(dá)到800℃，微波加熱后試樣抗壓強(qiáng)度下降了54.5%，傳統(tǒng)加熱后試樣抗壓強(qiáng)度下降了34.4%。" 另外，微波和傳統(tǒng)加熱后試樣單軸抗壓強(qiáng)度的差異性隨加熱溫度升高而增加。當(dāng)加熱溫度達(dá)到300、500、600、800℃時(shí)，微波加熱后試樣的單軸抗壓強(qiáng)度相比于傳統(tǒng)加熱后的分別降低了12.1%、15.6%、25.2%、30.6%。

2.3.3" 彈性模量對(duì)比

圖7呈現(xiàn)了微波和傳統(tǒng)加熱后花崗巖彈性模量隨溫度的變化規(guī)律。從圖7中看到兩種加熱方式下彈性模量隨溫度升高均下降，然而微波加熱后試樣彈性模量的下降幅度比傳統(tǒng)加熱后的更大。加熱溫度達(dá)到800℃時(shí)，微波加熱后試樣彈性模量下降了58.9%，傳統(tǒng)加熱后試樣彈性模量下降了42.7%。另外，微波和傳統(tǒng)加熱后試樣彈性模量的差異性隨加熱溫度升高而增加。當(dāng)加熱溫度達(dá)到300、500、600、800℃時(shí)，微波加熱后試樣的單軸抗壓強(qiáng)度相比于傳統(tǒng)加熱后的分別降低了5.8%、18.1%、25.5%、28.3%。

3" 微波和傳統(tǒng)加熱后巖石劣化機(jī)理分析

微波加熱和傳統(tǒng)加熱下花崗巖的升溫原理不同。微波加熱下，花崗巖中的極性分子在電磁場(chǎng)作用下形成偶極子，并隨著交變電磁場(chǎng)進(jìn)行高頻擺動(dòng)［31-32］，如圖8（a）。分子擺動(dòng)過(guò)程中要克服原有的熱運(yùn)動(dòng)和分子間相互作用，進(jìn)而產(chǎn)生激烈摩擦生熱。這個(gè)過(guò)程中微波能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)的熱能，花崗巖宏觀(guān)上表現(xiàn)為溫度升高［29-30］。傳統(tǒng)加熱下，高溫?zé)嵩吹臒崃客ㄟ^(guò)熱傳導(dǎo)的方式，由表及內(nèi)傳遞到巖石內(nèi)部，如圖8（b）。

花崗巖是多種礦物集體。不同的礦物熱膨脹系數(shù)不同，在高溫作用下礦物膨脹變形會(huì)受到周?chē)渌V物的約束，進(jìn)而產(chǎn)生熱應(yīng)力。當(dāng)熱應(yīng)力達(dá)到礦物的極限強(qiáng)度時(shí)，巖石內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生熱開(kāi)裂［33-34］。隨著加熱溫度升高，花崗巖內(nèi)部熱應(yīng)力升高，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞加劇，承載能力降低。另外，花崗巖內(nèi)每種礦物的介電常數(shù)不一樣，在微波輻射下每種礦物升溫速率不一樣，礦物之間會(huì)產(chǎn)生較大的溫度差，形成較大的熱梯度應(yīng)力，進(jìn)而會(huì)加劇巖石的開(kāi)裂［24］。所以與傳統(tǒng)加熱相比，微波加熱后花崗巖力學(xué)性能劣化更嚴(yán)重。

4" 結(jié)" 論

本研究采用微波加熱和傳統(tǒng)加熱兩種方式對(duì)花崗巖進(jìn)行加熱，分析了兩種加熱方式下花崗巖密度、縱波波速、應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)、單軸抗壓強(qiáng)度和彈性模量隨溫度的變化規(guī)律，并且對(duì)比兩種加熱方式對(duì)花崗巖力學(xué)性能影響。得出以下結(jié)論。

1）兩種方式加熱后，花崗巖的密度、縱波波速、單軸抗壓強(qiáng)度和彈性模量均隨著溫度升高而下降，并且在500～600℃范圍內(nèi)下降速率最大。

2）加熱溫度相同時(shí)，微波加熱相比于傳統(tǒng)加熱會(huì)使花崗巖的密度、波速、單軸抗壓強(qiáng)度和彈性模量下降得更多，并且兩種加熱方式誘導(dǎo)的差異性隨加熱溫度升高而增加。

3）通過(guò)分析和對(duì)比傳統(tǒng)加熱和微波加熱兩種方式對(duì)花崗巖物理力學(xué)行為的影響，可以看出微波加熱會(huì)對(duì)花崗巖造成更大的損傷，并且微波加熱時(shí)間一般僅為傳統(tǒng)加熱時(shí)間的1/7。因此，微波加熱在降低巖石力學(xué)強(qiáng)度方面效率更高，在破巖工程中具有良好的應(yīng)用前景。

本研究主要關(guān)注加熱方式對(duì)巖石宏觀(guān)物理力學(xué)特性的影響。為了揭示巖石熱劣化機(jī)理，將會(huì)進(jìn)一步開(kāi)展不同加熱方式下巖石微觀(guān)特性研究。

參考文獻(xiàn)：

［1］" 吳立，張時(shí)忠，林峰.現(xiàn)代破巖方法綜述［J］.探礦工程（巖土鉆掘工程），2000（2）：49-51.

WU Li，ZHANG Shizhong，LIN Feng.Synthesizing comment on modern rock fragmentation methods［J］.Exploration engineering（drilling amp; tunneling），2000（2）：49-51（in Chinese）.

［2］" 毛紅梅，陳饋，馮歡歡.不同刀具配置下隧道掘進(jìn)機(jī)高效破巖機(jī)理與推力預(yù)估［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2013，35（9）：1627-1633.

MAO Hongmei，CHEN Kui，F(xiàn)ENG Huanhuan.Rock-breaking mechanism of TBM with different types of cutter tools and estimation of thrust force［J］.Chinese journal of geotechnical engineering，2013，35（9）：1627-1633（in Chinese）.

［3］" 劉柏祿，潘建忠，謝世勇.巖石破碎方法的研究現(xiàn)狀及展望［J］.中國(guó)鎢業(yè)，2011，26（1）：15-19.

LIU Bailu，PAN Jianzhong，XIE Shiyong.On the research development of rock fragmentation and its prospect［J］.China tungsten industry，2011，26（1）：15-19（in Chinese）.

［4］" 韓超，張柯.極硬巖隧道工程中雙護(hù)盾隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)設(shè)計(jì)與滾刀磨損分析［J］.城市軌道交通研究，2020，23（8）：133-137.

HAN Chao，ZHANG Ke.Design of double shield TBM driving cutter head and analysis of hob wear in extremely hard rock tunnel construction［J］.Urban mass transit，2020，23（8）：133-137（in Chinese）.

［5］" KINGMAN S W，JACKSON K，CUMBANE A，et al.Recent developments in microwave-assisted comminution［J］.International journal of mineral processing，2004，74（1/4）：71-83.

［6］" KINGMAN S W，ROWSON N A.Microwave treatment of minerals-a review［J］.Minerals engineering，1998，11（11）：1081-1087.

［7］ "杜守繼，劉華，職洪濤，等.高溫后花崗巖力學(xué)性能的試驗(yàn)研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2004，23（14）：2359-2364.

DU Shouji，LIU Hua，ZHI Hongtao，et al.Testing study on mechanical properties of post-high-temperature granite［J］.Chinese journal of rock mechanics and engineering，2004，23（14）：2359-2364（in Chinese）.

［8］" 吳云，李曉昭，黃震，等.高溫作用后花崗巖單軸壓縮下變形破壞特征研究［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2020，28（2）：240-245.

WU Yun，LI Xiaozhao，HUANG Zhen，et al.Deformation and failure characteristics of granite under uniaxial compression after high temperature［J］.Journal of engineering geology，2020，28（2）：240-245（in Chinese）.

［9］" 方新宇，許金余，劉石，等.高溫后花崗巖的劈裂試驗(yàn)及熱損傷特性研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2016，35（增刊1）：2687-2694.

FANG Xinyu，XU Jinyu，LIU Shi，et al.Research on splitting-tensile tests and thermal damage of granite under post-high temperature［J］.Chinese journal of rock mechanics and engineering，2016，35（S1）：2687-2694（in Chinese）.

［10］方榮，朱珍德，張勇，等.高溫和循環(huán)高溫作用后大理巖力學(xué)性能試驗(yàn)研究與比較［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005，24（增刊1）：4735-4739.

FANG Rong，ZHU Zhende，ZHANG Yong，et al.The study and comparison of the mechanical performance of marble under the action of high temperature and circle high temperature［J］.Chinese journal of rock mechanics and engineering，2005，24（S1）：4735-4739（in Chinese）.

［11］CHEN S W，YANG C H，WANG G B.Evolution of thermal damage and permeability of Beishan granite［J］.Applied thermal engineering，2017，110：1533-1542.

［12］郤保平，趙陽(yáng)升.600℃內(nèi)高溫狀態(tài)花崗巖遇水冷卻后力學(xué)特性試驗(yàn)研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2010，29（5）：892-898.

XI Baoping，ZHAO Yangsheng.Experimental research on mechanical properties of water-cooled granite under high temperatures within 600℃［J］.Chinese journal of rock mechanics and engineering，2010，29（5）：892-898（in Chinese）.

［13］戴俊，宋四達(dá)，屠冰冰，等.不同微波照射參數(shù)對(duì)花崗巖強(qiáng)度的影響［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2017，17（18）：188-192.

DAI Jun，SONG Sida，TU Bingbing，et al.Influence of granite strength under different microwave irradiation parameters［J］.Science technology and engineering，2017，17（18）：188-192（in Chinese）.

［14］高峰，邵焱，熊信，等.不同微波照射方式下巖石試樣的內(nèi)外升溫特征試驗(yàn)［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2020，42（4）：650-657.

GAO Feng，SHAO Yan，XIONG Xin，et al.Rising characteristics of internal and external temperatures of rock specimens under differentmicrowave irradiation modes［J］.Chinese journal of geotechnical engineering，2020，42（4）：650-657（in Chinese）.

［15］HASSANI F，NEKOOVAGHT P M，GHARIB N.The influence of microwave irradiation on rocks for microwave-assisted underground excavation［J］.Journal of rock mechanics and geotechnical engineering，2016，8（1）：1-15.

［16］劉志義，甘德清，甘澤.微波照射后磁鐵礦石動(dòng)力學(xué)性能及破碎特征研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2021，40（1）：126-136.

LIU Zhiyi，GAN Deqing，GAN Ze.Experimental research on the dynamic mechanical properties and breakage behaviors of magnetite caused by microwave irradiation［J］.Chinese journal of rock mechanics and engineering，2021，40（1）：126-136（in Chinese）.

［17］袁媛，邵珠山.微波照射下脆性巖石裂紋擴(kuò)展臨界條件及斷裂過(guò)程研究［J］.應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào)，2020，37（5）：2112-2119.

YUAN Yuan，SHAO Zhushan.Research on the criteria of crack propagation and the process of fracture in brittle rocks under microwave irradiation［J］.Chinese journal of applied mechanics，2020，37（5）：2112-2119（in Chinese）.

［18］盧高明，李元輝，HASSANI F，等.微波輔助機(jī)械破巖試驗(yàn)和理論研究進(jìn)展［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2016，38（8）：1497-1506.

LU Gaoming，LI Yuanhui，HASSANI F，et al.Review of theoretical and experimental studies on mechanical rock fragmentation using microwave-assisted approach［J］.Chinese journal of geotechnical engineering，2016，38（8）：1497-1506（in Chinese）.

［19］楊兆中，朱靜怡，李小剛，等.微波輻射用于處理和開(kāi)采巖石的研究進(jìn)展［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2019，19（5）：1-7.

YANG Zhaozhong，ZHU Jingyi，LI Xiaogang，et al.Progress in researches on microwave irradiation on rocks for treatment and exploitation［J］.Science technology and engineering，2019，19（5）：1-7（in Chinese）.

［20］YANG S Q，RANJITH P G，JING H W，et al.An experimental investigation on thermal damage and failure mechanical behavior of granite after exposure to different high temperature treatments［J］.Geothermics，2017，65：180-197.

［21］YANG C F，YANG S Y，SU N.Stable hydrogen and oxygen isotopes in mineral-bound water and the indication for chemical weathering intensity［J］.Chemical geology，2016，441：14-23.

［22］ZHANG W Q，SUN Q，HAO S Q，et al.Experimental study on the variation of physical and mechanical properties of rock after high temperature treatment［J］.Applied thermal engineering，2016，98：1297-1304.

［23］SUN H，SUN Q，DENG W N，et al.Temperature effect on microstructure and P-wave propagation in Linyi sandstone［J］.Applied thermal engineering，2017，115：913-922.

［24］邵珠山，魏瑋，陳文文，等.微波加熱巖石與混凝土的研究進(jìn)展與工程應(yīng)用［J］.工程力學(xué)，2020，37（5）：140-155.

SHAO Zhushan，WEI Wei，CHEN Wenwen，et al.Research progress and industrial applications of microwave heating processing on rock and concrete［J］.Engineering mechanics，2020，37（5）：140-155（in Chinese）.

［25］QIN Y，TIAN H，XU N X，et al.Physical and mechanical properties of granite after High-Temperature treatment［J］.Rock mechanics and rock engineering，2020，53（1）：305-322.

［26］GAO J W，XI Y，F(xiàn)AN L F，et al.Real-Time visual analysis of the microcracking behavior of thermally damaged granite under uniaxial loading［J］.Rock mechanics and rock engineering，2021，54（12）：6549-6564.

［27］WU Q H，WENG L，ZHAO Y L，et al.On the tensile mechanical characteristics of fine-grained granite after heating/cooling treatments with different cooling rates［J］.Engineering geology，2019，253：94-110.

［28］AVANTHI ISAKA B L，RANJITH P G，RATHNAWEERA T D，et al.Quantification of thermally-induced microcracks in granite using X-ray CT imaging and analysis［J］.Geothermics，2019，81：152-167.

［29］ZHAO Q H，ZHAO X B，ZHENG Y L，et al.Heating characteristics of igneous rock-forming minerals under microwave irradiation［J］.International journal of rock mechanics and mining sciences，2020，135：104519.

［30］ZHENG Y L，MA Z J，ZHAO X B，et al.Experimental investigation on the thermal，mechanical and cracking behaviours of three igneous rocks under microwave treatment［J］.Rock mechanics and rock engineering，2020，53（8）：3657-3671.

［31］牟群英，李賢軍.微波加熱技術(shù)的應(yīng)用與研究進(jìn)展［J］.物理，2004，33（6）：438-442.

MOU Qunying，LI Xianjun.Applications of microwave heating technology［J］.Physics，2004，33（6）：438-442（in Chinese）.

［32］張?zhí)扃瞢I(xiàn)奎，張兆鏜.微波加熱原理、特性和技術(shù)優(yōu)勢(shì)［J］.筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2008，25（7）：9-14.

ZHANG Tianqi，CUI Xiankui，ZHANG Zhaotang.Principle，characteristics and technical superiority of microwave heating［J］.Road machinery amp; construction mechanization，2008，25（7）：9-14（in Chinese）.

［33］PENG J，RONG G，TANG Z C，et al.Microscopic characterization of microcrack development in marble after cyclic treatment with high temperature［J］.Bulletin of engineering geology and the environment，2019，78（8）：5965-5976.

［34］ZHAO Z H，LIU Z N，PU H，et al.Effect of thermal treatment on Brazilian tensile strength of granites with different grain size distributions［J］.Rock mechanics and rock engineering，2018，51（4）：1293-1303.

（編輯" 呂茵）