深部岩体通常处于高温、高地应力作用环境,人为施工扰动行为将引起深部岩体处于典型的卸荷过程。因此研究深部岩体在高地应力、高温及强开采扰动等因素影响下的力学性能和变形破坏特征对资源安全开采、地下工程施工安全有着极其重要的理论指导意义。本文分别对高温作用后的红砂岩、页岩进行单轴、三轴加、卸荷试验,并对其力学行为、变形破坏强度特征进行了研究。具体研究内容如下:(1)对高温后的红砂岩和页岩分别进行了单轴压缩试验,结果表明:随着作用于岩石温度升高,红砂岩的弹性模量和峰值强度呈下降趋势,当温度为800℃时,红砂岩的峰值应变则大幅增加,其破坏形式表现为轴向劈裂和局部剪切破坏。而页岩的抗压强度随温度升高呈快速降低趋势,其弹性模量和峰值应变整体上也呈下降趋势,其破坏形式多呈剪切破坏,且作用于岩样的温度越高破碎程度越剧烈。(2)对高温后的红砂岩和页岩进行三轴压缩试验,结果表明:围压越大,红砂岩和页岩的峰值强度和峰值应变均呈增大趋势;另随着作用于岩样的温度升高,红砂岩峰值应变快速增加,说明高温使得岩石的塑性性质增强,当T≤400℃,红砂岩峰值强度小幅增加,当T≥600℃时红砂岩峰值强度则快速降低,多为剪切破坏。而页岩对高温更为敏感,其峰值强度和峰值应变均随作用温度升高而减小,呈脆性破坏,温度越高破碎程度越大,破坏面越复杂。(3)对高温后的红砂岩进行三轴卸荷试验,结果表明:三向卸荷条件下,红砂岩的峰值强度、峰值应变均随围压增加而变大,横向和体积应变围压柔量增速远大于轴向围压柔量,进一步说明在卸荷试验中红砂岩是由扩容、碎胀导致的岩石破坏;另随着作用于岩石温度越高,其轴向峰值应变、横向峰值应变均呈增大趋势,红砂岩卸荷扩容特征越明显,粘聚力和内摩擦角均变小,破坏形态主要表现为剪切破坏,且在局部区域伴有纵向劈裂破坏,即为剪切和轴向劈裂混合型破坏。(4)在岩石单轴压缩试验过程中同步进行了声发射试验,结果表明:当岩样加载进入塑性屈服阶段后,声发射信息变得非常活跃并出现个别峰值,当加载应力达到峰值前后,声发射信号最为强烈,出现多个峰值,此时岩样发生了破裂。对比不同温度条件下的声发射累计振铃计数率,可以发现高温作用后的红砂岩在峰后阶段出现了斜率绝对值减小情况,这说明高温作用使红砂岩由脆性转换为弹塑性的特征。而页岩随着作用温度越高,其加载过程中声发射信息越少,这说明高温作用使得页岩在加载前其内部已经产生了大量的新裂隙,以致在加载过程破裂信号减少。(5)对高温后的红砂岩和页岩在单轴、三轴加卸荷试验过程中的能量演化规律进行了研究,对单位岩样在应力峰值点、破坏点时所吸收的外界输入总能量、储存的弹性应变能、耗散能随围压和温度的变化规律进行了分析;另通过引入偏平面上的破坏形状函数,基于能量演化理论建立了复杂应力状态下岩石的强度准则,得到了主应力空间岩石的空间破坏曲面,该准则可以较好地描述岩石在p-q平面上呈现的非线性特征,并能保证在偏平面上具有光滑外凸的特征。该文共有图192张,表8个,参考文献90篇。