Li M, Wu Z, Weng L, Wu Y, Wang Z, Liu Q. (2023) Tensile strength degradations of mineral grain interfaces (MGIs) of granite after thermo-hydro-mechanical (THM) treatment[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 

花岗岩作为高放废物深地质处置库的重要天然屏障，在处置库的运行周期内承受着长期的热-水-力荷载作用。作为决定花岗岩宏观力学性能的重要参数，量化热水力作用下花岗岩矿物晶粒界面抗拉强度的劣化对于保证处置库的长期运行安全至关重要。为此，本研究首先采用自主研发的具有纳米级加载控制精度的岩石矿物晶粒界面细观力学测试系统，开展了在不同热水力作用工况下矿物晶粒界面三点弯曲加载试验。随后基于 Dugdale-Barenblatt（D-B）模型，推导了石英、长石以及石英-长石晶粒界面的拉伸强度，直接获取并探明了花岗岩内部不同矿物晶粒界面力学强度在热水力作用下的劣化特性。试验结果表明相较温度的作用，矿物晶粒界面的拉伸强度更容易受到孔隙压力的影响，且热水力作用对矿物晶粒界面拉伸强度的劣化作用在石英-长石矿物晶粒界面中最明显，其次是长石矿物晶粒界面，再次是平均拉伸强度最高的石英矿物晶粒界面。最后，基于热水力作用下不同矿物晶粒界面的拉伸强度分布特征，提出了热水力作用相关的矿物晶粒界面细观力学强度劣化模型。

图 1 界面细观力学强度可视化测试系统

图 2 温度-孔压耦合作用对晶粒界面拉伸强度分布特征的影响（a）长石界面；（b）石英界面；（c）石英-长石界面

图 3 热水力作用相关的矿物晶粒界面拉伸强度劣化模型（a）长石界面；（b）石英界面；（c）石英-长石界面