基于原子力显微镜的角砾岩微观力学性质研究

角砾岩破碎带是隧道施工中比较常见的不良地质现象，对于角砾岩多为宏观尺度上的力学性质研究，很少涉及微观尺度上的矿物力学特性。本文通过扫描电子显微镜(SEM)观测角砾岩矿物组成成分，借助原子力显微镜(AFM)获得矿物成分的杨氏模量，根据材料随机模型获得宏观杨氏模量。研究结果表明：角砾岩岩样的矿物组成和体积占比分别是：石英占比20%,钾长石占比40%,斜长石占比40%;AFM测出岩样中石英、钾长石、斜长石三种矿物的杨氏模量为99.13 GPa、91.78 GPa、63.36 GPa;角砾岩材料随机模型杨氏模量为81.20 GPa。本文提出一种基于原子力显微镜的微观岩石测试方法，测得角砾岩岩样的组成成分和微观力学性质，为从岩样中获得力学性质提供了一种新型的研究方法。