趙嬌 王轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 王凱強(qiáng)

摘 ?????要：地殼條件下的巖石損傷影響因素很多，首先是短期突發(fā)動(dòng)力學(xué)驅(qū)動(dòng)對(duì)巖石損傷的影響，包括自然因素驅(qū)動(dòng)和受鉆探、開采和壓裂等人為因素的驅(qū)動(dòng)。其次，上覆巖層長(zhǎng)時(shí)間與孔隙流體二者同時(shí)對(duì)巖石進(jìn)行著潛移默化的影響，這屬于長(zhǎng)期施加靜態(tài)疲勞驅(qū)動(dòng)。對(duì)巖石脆性場(chǎng)的時(shí)間依賴性進(jìn)行了研究，基于流體對(duì)巖石的沖刷、腐蝕以及相互作用，觀察巖石在恒定的外加應(yīng)力下發(fā)生的變形和失效，研究時(shí)間對(duì)巖石損傷的影響。從力學(xué)和化學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域出發(fā)，進(jìn)行總結(jié)和實(shí)驗(yàn)研究，得到液巖作用下巖石損傷的多種影響因素和裂縫擴(kuò)展規(guī)律。

關(guān) ?鍵 ?詞：脆性蠕變;長(zhǎng)期強(qiáng)度靜態(tài)疲勞;應(yīng)力腐蝕;巖石損傷

中圖分類號(hào)：TU 452 ???????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ???????文章編號(hào)： 1671-0460（2019）08-1655-05

Abstract： There are many factors affecting rock damage under crustal conditions. Firstly， the short-term sudden dynamic driving affects rock damage， including natural driving and artificial driving factors such as drilling， mining and fracturing. Secondly， the overlying strata and pore fluid both exert a subtle influence on the rock， which belongs to the long-term static fatigue driving. In this paper， the time dependence of rock brittleness field was studied. Based on the erosion， corrosion and interaction of fluid on rock， the deformation and failure of rock under constant external stress were observed to study the effect of time on rock damage. Starting from the two fields of mechanics and chemistry， summary and experimental study were carried out， and various factors affecting rock damage and the law of crack propagation under the action of liquid rock were obtained.

Key words： Brittle creep; Long-term strength static fatigue; Stress corrosion; Rock damage

1958年，Kachanov在研究蠕變破裂時(shí)引入了損傷力學(xué)的概念，1963年，Rabotonov又引入損傷變量的名詞。在過去的半個(gè)世紀(jì)里，損傷理論研究也經(jīng)歷了快速發(fā)展，損傷理論及其應(yīng)用也廣泛滲透到了巖石力學(xué)、材料科學(xué)等眾多研究領(lǐng)域 。由于諸如巖石、混凝土、陶瓷等脆性材料中分布著大量微裂隙 、微孔洞等初始缺陷 ，因此利用損傷理論來研究巖石 、混凝土、陶瓷等含有初始缺陷的材料已被認(rèn)為是最有效的研究方法之一[1]。

在上地殼條件下，大多數(shù)巖石通過破裂和斷層以脆性方式容納構(gòu)造地層。人們普遍認(rèn)為，一旦達(dá)到臨界應(yīng)力，就會(huì)發(fā)生脆性破壞;要么是在完整巖石中產(chǎn)生新裂縫所需的應(yīng)力，要么是沿著預(yù)先存在的界面或剪切斷層滑動(dòng)所需的應(yīng)力。因此，儲(chǔ)層的斷裂應(yīng)力是控制脆性地殼動(dòng)力學(xué)的關(guān)鍵參數(shù)。在影響巖石脆性強(qiáng)度的諸多因素中，時(shí)間是最不容易研究和理解的。然而，量化時(shí)間依賴的巖石變形對(duì)于揭示脆性地殼的演化和動(dòng)力學(xué)的復(fù)雜性至關(guān)重要。例如，裂縫的存在使地殼巖石能夠儲(chǔ)存和輸送流體，即使是裂縫的大小、密度或連接的微小變化也會(huì)對(duì)流體輸送特性產(chǎn)生顯著影響。

本文主要對(duì)時(shí)間與流體作用對(duì)巖石損傷作了說明。

1 ?影響因素分析研究

1.1 ?力學(xué)因素

1.1.1 ?自然因素

巖石的大規(guī)模破裂損傷與地質(zhì)災(zāi)害密切相關(guān)。首先，火山爆發(fā)（volcanic eruption）是一種奇特的地質(zhì)現(xiàn)象，是地殼運(yùn)動(dòng)的一種表現(xiàn)，也是地球表面熱能的最強(qiáng)烈表現(xiàn)之一。它是在短時(shí)間內(nèi)從火山口向地面釋放巖漿和其他物質(zhì)。由于巖漿中含大量揮發(fā)成分，以及上覆巖層的圍壓，使這些揮發(fā)成分溶解在巖漿中無法溢出，當(dāng)巖漿靠近地面時(shí)，壓力降低，揮發(fā)性成分突然釋放，從而形成火山噴發(fā)。在短時(shí)間內(nèi)，噴發(fā)過程釋放大量的流體，這些流體對(duì)巖石再生巖或破裂產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。其次，地震（earthquake）是由地殼能量的快速釋放引起的振動(dòng)，這導(dǎo)致地殼中巖石的強(qiáng)烈振動(dòng)，使其巖石破裂或出現(xiàn)斷層，巖體中的部分流體通過裂縫運(yùn)移對(duì)巖石產(chǎn)生影響，造成巖石損傷、崩塌、裂縫等次生產(chǎn)物。

1.1.2 ?人為因素

鉆探、開采和壓裂等施工作業(yè)過程會(huì)造成地殼局部應(yīng)力效應(yīng)，使其地殼中巖石的各部分受力不均勻?qū)е聨r石發(fā)生破裂，地殼中的流體通過裂縫與巖石發(fā)生一系列力學(xué)或化學(xué)作用，造成巖石出現(xiàn)局部脆性產(chǎn)生巖石損傷。

1.2 ?孔隙流體的化學(xué)性質(zhì)

應(yīng)力腐蝕本質(zhì)上是與裂縫表面處的流體吸附和流體輔助裂縫傳播相關(guān)的一種化學(xué)活化過程?？紫读黧w的化學(xué)性質(zhì)可能影響兩個(gè)過程。首先，表面吸附影響材料的比表面能。當(dāng)水作為孔隙流體時(shí)，會(huì)顯著降低砂巖的比斷裂能，從而降低了砂巖的斷裂韌性[2]。雖然這是一種短期效應(yīng)，但它也會(huì)影響蠕變行為，因?yàn)楸砻婺艿母淖円矔?huì)影響應(yīng)力腐蝕開裂的應(yīng)力范圍[3]。其次，裂紋尖端處的應(yīng)力腐蝕反應(yīng)也受活性物質(zhì)（例如水分子）的化學(xué)活性的影響。即使在環(huán)境濕度下，巖石也會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕（例：Kranz的三軸數(shù)據(jù)主要是在環(huán)境濕度下的花崗巖樣品上獲得的）。

Westerly花崗巖的實(shí)驗(yàn)[4]表明，飽和條件下的破壞時(shí)間比環(huán)境濕度條件下的破壞時(shí)間短約三個(gè)數(shù)量級(jí)（圖1）。這些觀察結(jié)果可以通過以下事實(shí)來解釋：在后一種情況下，水的化學(xué)活性較低（通過氣體中的分壓測(cè)量），這減慢了應(yīng)力腐蝕開裂速率。還應(yīng)注意的是，裂紋尖端活性物質(zhì)的傳輸動(dòng)力學(xué)將不同，這取決于是否存在液相或氣相（環(huán)境濕度），這也可能影響裂紋的生長(zhǎng)速度。

孔隙流體的性質(zhì)（化學(xué)組成、pH）也將強(qiáng)烈影響脆性蠕變應(yīng)變的速率。對(duì)于合成石英，隨著羥基（OH-）的濃度增加，亞臨界裂紋生長(zhǎng)速率增加，因?yàn)榱u基被吸引到硅位點(diǎn)（Si+）[5]。在玻璃中觀察到類似的效果[6-8]。目前還沒有三軸蠕變數(shù)據(jù)來記錄巖石中的這些效應(yīng)。然而，我們可以假設(shè)，由于流體化學(xué)性質(zhì)的變化而引起的應(yīng)力腐蝕開裂速率的任何變化都會(huì)反映在宏觀蠕變應(yīng)變速率的類似變化上。

宏觀脆性蠕變的另一個(gè)復(fù)雜因素是流體的化學(xué)性質(zhì)可能隨著流體與巖石保持接觸而發(fā)展。裂縫網(wǎng)絡(luò)與流體接觸的表面積非常大，新產(chǎn)生的裂縫表面具有很強(qiáng)的反應(yīng)性，從長(zhǎng)期來看，這將使流體越來越接近與巖石的平衡組成，而與巖石的初始組成無關(guān)。

2 ?實(shí)驗(yàn)研究

鄧華鋒等[9]以砂巖為研究對(duì)象。首先對(duì)巖石樣品進(jìn)行了循環(huán)加載和卸載損傷試驗(yàn)，然后進(jìn)行了浸水風(fēng)干循環(huán)水巖相互作用試驗(yàn)。研究水巖作用下受損砂巖的變質(zhì)作用及其機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明：

（1）循環(huán)荷載引起的界面滑移、局部接觸變形和巖石礦物顆粒的破壞，不僅引起巖石試樣的塑性變形，而且引起巖石試樣的初始損傷;

（2）在浸水-風(fēng)干循環(huán)水-巖相互作用過程中，巖石的破壞效應(yīng)主要表現(xiàn)在界面滑移、局部接觸變形和循環(huán)荷載引起的巖石礦物顆粒的破壞，受損砂巖的抗壓、抗剪強(qiáng)度明顯，具有明顯的時(shí)間效應(yīng)和不均勻性;

（3）在浸水-風(fēng)干循環(huán)水-巖相互作用過程中，抗壓的劣化效應(yīng)，與完整巖石樣品相比，受損巖石樣品的強(qiáng)度劣化速度更快，說明水巖相互作用對(duì)受損巖石樣品的耦合損傷效應(yīng)明顯。

傅晏等[10]也是以砂巖為研究對(duì)象。研究了在酸性環(huán)境中干-濕循環(huán)作用下砂巖強(qiáng)度的劣化規(guī)律。結(jié)果表明：

（1）隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加，巖石的抗壓強(qiáng)度、材料常數(shù)、黏聚力和內(nèi)摩擦角呈下降趨勢(shì)，最開始劣化較為嚴(yán)重，而后呈緩和趨勢(shì);

（2）pH值越低，巖石劣化越嚴(yán)重。

康亞明等[11]同樣以砂巖為研究對(duì)象。通過砂巖三軸壓縮試驗(yàn)確定了模型參數(shù)， 定性分析了圍壓對(duì)損傷程度的影響。結(jié)果表明：

（1）當(dāng)圍壓增大時(shí)， 砂巖的累積損傷發(fā)展趨勢(shì)減緩，即圍壓抑制了損傷的發(fā)展，主要是圍壓改善了砂巖的受力狀態(tài);

（2）同一種巖石在不同圍壓下的臨界損傷程度不是一個(gè)定值，而是一個(gè)相對(duì)應(yīng)的臨界損傷程度。反映了巖石本身的力學(xué)性能與巖石的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)?？梢酝茢?， 在高應(yīng)力水平下， 巖石的臨界損傷程度高于低應(yīng)力水平;

（3）砂巖的三軸壓縮試驗(yàn)表明，巖石的脆性隨圍壓的增加而降低，即砂巖的脆性隨圍壓的增加而降低 （即隨著圍壓的增大，延性增大）。

湯連生等[12]研究了水巖化學(xué)對(duì)巖石的宏觀力學(xué)效應(yīng)。在常溫、常壓和不同循環(huán)速度條件下，對(duì)花崗巖、紅砂巖和灰?guī)r在不同化學(xué)性質(zhì)水化學(xué)溶液作用下的單軸抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：

（1）水化學(xué)作用后，三種巖石的強(qiáng)度均有不同程度的降低;

（2）水化學(xué)作用對(duì)巖石的化學(xué)損傷與水巖化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)度有顯著的相關(guān)性。水巖化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)度越高，巖石的化學(xué)損傷值越大;

（3）水巖反應(yīng)的力學(xué)效應(yīng)與時(shí)間有關(guān)，不同巖性巖石的時(shí)間效應(yīng)不同;

（4）影響巖石化學(xué)損傷及其時(shí)間效應(yīng)的主要因素包括五個(gè)：巖石的物理性質(zhì)和礦物成分、水溶液的化學(xué)性質(zhì)、巖石結(jié)構(gòu)或物質(zhì)組成的空間分布的不均勻性、水溶液通過巖石的流速和巖石的成因及演化歷史;

（5）水巖化學(xué)作用力學(xué)效應(yīng)的時(shí)間效應(yīng)是指水巖反應(yīng)是研究巖石的一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)災(zāi)害等巖石的化學(xué)損傷發(fā)生時(shí)，不僅要分析水巖反應(yīng)的力學(xué)效應(yīng)的現(xiàn)狀和變化趨勢(shì)，還需弄清其發(fā)展歷史。

2.1 ?巖石中單個(gè)裂縫的擴(kuò)展

地殼巖石的孔隙度通常是有限的，包括顆粒間的開放孔隙、結(jié)晶相之間的三重連接孔隙、晶界孔隙和開放微裂紋的組合，甚至在超級(jí)深的地方也是如此。這些缺陷充當(dāng)應(yīng)力集中點(diǎn)，裂縫可以從中形成核并擴(kuò)展。超過一定的閾值密度，這些裂縫將相互作用并結(jié)合，直到最終發(fā)生宏觀破壞，通常是通過剪切斷層產(chǎn)生。因此，用控制裂紋擴(kuò)展的臨界應(yīng)力集中概念來代替控制脆性強(qiáng)度的臨界應(yīng)力集中概念，有助于理解裂紋擴(kuò)展控制脆性破壞的微觀機(jī)理。

在Griffith[13]的開創(chuàng)性工作之后，Irwin表明，通過測(cè)量引起已知長(zhǎng)度和幾何形狀的裂紋不穩(wěn)定擴(kuò)展所需的力，可以確定任何巖石的抗裂性。Lawn對(duì)應(yīng)彈性固體中裂紋的存在改變局部應(yīng)力和位移場(chǎng)的方式進(jìn)行了完整的分析，并對(duì)形成的近場(chǎng)應(yīng)力分布給出了一般性的表達(dá)式：

其中： —應(yīng)力張量;

和—分別是距裂紋尖端的徑向距離和距裂紋表面測(cè)量的角度;

—稱為應(yīng)力強(qiáng)度因子，并描述裂紋尖端附近的局部驅(qū)動(dòng)應(yīng)力的

大小或強(qiáng)度。

在實(shí)驗(yàn)室配置中，通過實(shí)驗(yàn)確定斷裂參數(shù)，通常通過二維拉伸（模式I：Lawn，1993） 裂紋的均布載荷來簡(jiǎn)化分析。在這些條件下，拉伸應(yīng)力強(qiáng)度因子由下式給出：

其中： —遠(yuǎn)程施加的拉應(yīng)力;

—裂縫的一半長(zhǎng)度;

—描述裂紋和載荷幾何結(jié)構(gòu)的無量綱參數(shù)。

經(jīng)典的線彈性斷裂力學(xué)預(yù)測(cè)，一旦超過的臨界值，即斷裂韌度（），裂紋將以接近瑞利波速的某一終端速度動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。因此，描述了巖石對(duì)動(dòng)態(tài)斷裂擴(kuò)展的阻力。預(yù)先存在的裂縫應(yīng)保持穩(wěn)定在臨界值以下。

然而，這種動(dòng)態(tài)斷裂準(zhǔn)則通常被認(rèn)為不足以描述大多數(shù)巖石中裂紋的全面擴(kuò)展。地殼巖石普遍觀察到的特征是，它們的抗裂性強(qiáng)度取決于變形發(fā)生的環(huán)境條件以及變形速率，特別是在高溫和存在化學(xué)反應(yīng)性孔隙流體的情況下。大量的實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持這樣一種觀點(diǎn)，即裂紋可以在遠(yuǎn)低于臨界值KIC的KI值處以穩(wěn)定的準(zhǔn)靜態(tài)方式傳播，盡管速度比與災(zāi)難性動(dòng)態(tài)破裂相關(guān)的終端速度低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。這種現(xiàn)象被稱為亞臨界裂紋擴(kuò)展，并已被廣泛報(bào)道，包括砂巖、石灰?guī)r、花崗巖和玄武巖等多種巖石類型。然而，大量的實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)證據(jù)表明，應(yīng)力腐蝕機(jī)制導(dǎo)致的預(yù)先存在的裂紋和缺陷的增長(zhǎng)是巖石亞臨界裂紋增長(zhǎng)的主導(dǎo)機(jī)制[14-16]。

應(yīng)力腐蝕描述了流體—固體反應(yīng)，其優(yōu)先發(fā)生在化學(xué)活性孔隙流體和裂紋尖端附近的應(yīng)變?cè)渔I之間。例如，在硅質(zhì)水系統(tǒng)中，裂縫尖端附近的橋接鍵（即主應(yīng)力支撐元件）被較弱的氫鍵取代，從而在較低的應(yīng)力水平下促進(jìn)裂紋擴(kuò)展[17-20]。迄今為止，關(guān)于巖石應(yīng)力腐蝕裂紋的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)絕大多數(shù)來自于在環(huán)境壓力下對(duì)單個(gè)拉伸宏觀裂紋進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。

2.2 ?隨時(shí)間變化的巖石壓縮破壞

由于壓縮破壞涉及到大量微裂紋的成核、擴(kuò)展、相互作用和聚結(jié)，因此，受到各個(gè)方向壓縮的巖石，如地殼深處的巖石，其斷裂破壞一般比單個(gè)拉伸裂紋的擴(kuò)展復(fù)雜得多。直接觀察這些微裂紋[21-23]表明，裂紋從預(yù)先存在的缺陷（孔隙、微裂紋、夾雜物等）成核，并主要在與最大主應(yīng)力平行的方向上擴(kuò)展。此外，水和水溶液在上地殼中普遍存在，并且在幾百米以下，大多數(shù)巖石中的空隙是飽和的。因此，如果應(yīng)力腐蝕反應(yīng)在上地殼條件下巖石的壓縮破壞中很重要。長(zhǎng)期以來，人們一直認(rèn)為巖石的抗壓強(qiáng)度既與環(huán)境有關(guān)，又與應(yīng)變速率有關(guān)。Scholz[24，25]對(duì)Wiederhorn和Boltz[26]在玻璃中的觀察結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充表明，石英在壓縮過程中產(chǎn)生靜態(tài)疲勞的機(jī)理是應(yīng)力腐蝕。

迄今為止，測(cè)量淺地殼條件下巖石變形特性和強(qiáng)度最常用的實(shí)驗(yàn)室方法是在恒定應(yīng)變速率下進(jìn)行的常規(guī)三軸試驗(yàn)。軸向和體積應(yīng)力-應(yīng)變曲線的例子如圖2所示。按慣例，我們將壓縮應(yīng)力和應(yīng)變表示為正。在這里，Darley Dale砂巖（長(zhǎng)徑比為2.5∶1的圓柱體）的實(shí)驗(yàn)室樣品在30 MPa的有效壓力Peff（50 MPa的外加圍壓和20 MPa的孔隙流體壓力）下以10-5 s-1的恒定速率變形。巖石在壓縮過程中的脆性破壞過程可以分解為若干不同的階段[27，28]以應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的變化為特征。首先，在加載的初始階段，軸向應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈上升趨勢(shì)，體積應(yīng)變?yōu)檎?，這種行為可歸因于試樣的軸向加強(qiáng)，這是由于微裂紋的閉合優(yōu)先沿加載方向和體積壓實(shí)方向排列為正態(tài)或次正態(tài)。其次，應(yīng)力-應(yīng)變行為趨向于與巖石的準(zhǔn)彈性變形成線性關(guān)系。在第三階段，軸向應(yīng)力-應(yīng)變曲線的斜率開始減小，相應(yīng)的剛度減小。同時(shí)，這被視為體積應(yīng)變的線性偏離，并標(biāo)志著擴(kuò)容的開始[29]（如Brace等1966年首次指出的，稱為C?），因?yàn)閴翰钭兊米銐蚋撸阋蚤_始主要是軸向微裂縫的生長(zhǎng)。超過這一點(diǎn)，體積應(yīng)變最終達(dá)到最大值（表示為D?），這標(biāo)志著從基于壓實(shí)為主的變形到基于膨脹為主的變形的過渡[30]。隨著膨脹裂紋和體積應(yīng)變的增加，這一階段一直持續(xù)到峰值應(yīng)力（表示為）。在峰值應(yīng)力之后，在第四階段，我們觀察到應(yīng)變軟化，這與膨脹微裂紋聚結(jié)形成貫穿剪切斷層有關(guān)[31]。其次出現(xiàn)故障動(dòng)態(tài)失效，如果試驗(yàn)機(jī)比巖石樣品更符合要求，則通常很難捕捉到這一情況（圖2）。最后，在第五階段中，受殘余摩擦應(yīng)力（表示為）控制的剪切斷層上的兩個(gè)失效樣品滑動(dòng)部分。如上所述，在恒定應(yīng)變率實(shí)驗(yàn)中，樣品在短時(shí)間內(nèi)的應(yīng)變速率約為10-5 s -1，比通常為10-14～10-15 s-1的構(gòu)造應(yīng)變率快得多。

地殼確實(shí)發(fā)生了以地震破裂和火山爆發(fā)形式出現(xiàn)的快速、動(dòng)態(tài)變形，快速變形實(shí)驗(yàn)（即應(yīng)變速率為10-5 s-1）可能適合研究這些臨界現(xiàn)象。然而，地震破裂和火山爆發(fā)實(shí)際上在空間和時(shí)間上都是罕見的，而且大部分地殼在亞臨界應(yīng)力狀態(tài)下的變形相對(duì)較慢。因此，快速、恒定的應(yīng)變速率實(shí)驗(yàn)并不一定是研究這種隨時(shí)間變化的亞臨界巖石長(zhǎng)期變形的最合適的方法。另一個(gè)更為合適的實(shí)驗(yàn)方法是將樣品置于恒定應(yīng)力下，該恒定應(yīng)力占其短期強(qiáng)度的很大比例（圖2中的峰值應(yīng)力），并允許其隨著時(shí)間自然變形（應(yīng)變），直到最終發(fā)生失效。這種在恒定應(yīng)力下的變形被稱為脆性蠕變，這是一個(gè)導(dǎo)致延遲失效（靜態(tài)疲勞）的過程。

3 ?展 望

應(yīng)力腐蝕蠕變是地殼深度變化的重要機(jī)制，而我們對(duì)地殼深度變化范圍的認(rèn)識(shí)只是片面的。出現(xiàn)這種情況有兩個(gè)主要原因;首先，正如我們已經(jīng)注意到的，當(dāng)前的蠕變模型并未捕獲蠕變過程的所有細(xì)節(jié)和復(fù)雜性，因此不能用實(shí)驗(yàn)室得出的數(shù)據(jù)來推斷構(gòu)造應(yīng)變率;其次，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室蠕變實(shí)驗(yàn)的可行時(shí)間尺度意味著可獲得應(yīng)變率的范圍必然是相當(dāng)有限的。施加應(yīng)力和蠕變應(yīng)變率之間的非線性關(guān)系意味著低應(yīng)力，因此低應(yīng)變率的實(shí)驗(yàn)需要數(shù)月或數(shù)年。這在正常的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中是不可行的，因?yàn)樾枰嘿F的三軸測(cè)試系統(tǒng)捆綁數(shù)年以產(chǎn)生一個(gè)額外的數(shù)據(jù)點(diǎn)，在科學(xué)上和經(jīng)濟(jì)上都是低效的。

因此，為了回答這個(gè)關(guān)鍵問題，我們需要建立一個(gè)更好的模型來更準(zhǔn)確和更嚴(yán)格地描述脆性蠕變過程的復(fù)雜性，然后以較低的應(yīng)變速率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以測(cè)試模型的預(yù)測(cè)。這最后一點(diǎn)目前正在通過新的實(shí)驗(yàn)來解決，這些實(shí)驗(yàn)利用深海的穩(wěn)定環(huán)境，允許以應(yīng)變率運(yùn)行超長(zhǎng)（數(shù)月至數(shù)年）的脆性蠕變實(shí)驗(yàn)，以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室和構(gòu)造速率之間的差距[32]。

參考文獻(xiàn)：

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