蘇國韶，陳冠言，胡小川，梅詩明，黃小華

（廣西大學土木建筑工程學院工程防災與結構安全教育部重點實驗室，廣西 南寧 530004）

隨著國民經濟的快速發(fā)展，地下空間的開發(fā)與利用也由淺部向深部轉移，巖爆地質災害問題日益凸顯，嚴重威脅到施工人員和設備的安全。與剝落、板裂等靜態(tài)脆性破壞不同，巖爆屬于動力破壞現(xiàn)象，發(fā)生時伴隨巖塊的高速彈射，給工程安全帶來嚴重威脅。當前巖爆的預測與防治水平難以滿足工程實踐要求，巖爆研究具有重要的現(xiàn)實意義。

巖爆機制高度復雜，源自影響因素眾多。學者們開展了大量關于巖爆影響因素的研究，取得了豐碩成果。在荷載的影響因素方面，除開挖卸荷后圍巖應力集中程度對巖爆具有重要影響外，應力集中的過程也對巖爆具有不可忽視的影響，例如：近年來的真三軸巖爆試驗發(fā)現(xiàn)，卸載速率、動力擾動荷載的幅值和頻率對巖爆發(fā)生和烈度具有顯著影響[1-5]，巖爆發(fā)生與加載速率、中間主應力和洞徑方向應力梯度有關[6-8]。在巖石材料性質的影響因素方面，大量研究成果表明，巖石具有較高的強度和較大的脆性是巖爆發(fā)生的基本條件[9-10]，巖石含水率對巖爆的影響較顯著[11]，而巖體結構面對巖爆往往具有控制作用[12-14]，但關于巖石晶粒性狀對巖爆的影響研究尚不多見。

加拿大URL 地下實驗室中，在相似環(huán)境下，花崗巖洞段以剝落、劈裂為主，但在強度、脆性與花崗巖基本類似的閃長花崗巖開挖洞段，并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的脆性破壞[15]，這說明了巖石脆性破壞不僅與強度或脆性有關，而且可能還與巖石的礦物成分、晶粒尺寸等因素有關。關于巖石晶粒對巖石破壞影響研究：Wawersik 等[16]認為Solenhofen 石灰?guī)r、玄武巖在單軸壓縮條件下表現(xiàn)為II 類破壞，而晶粒較粗、均勻性較差的Charcoal 灰色花崗巖則以I 類破壞為主，巖石的破壞模式與礦物晶粒尺寸有密切關系；Tang 等[17]采用RFPA 調查了晶粒強度非均勻性對巖石單軸條件下的峰前、峰后響應及伴隨的聲發(fā)射活動的影響；張翀等[18]采用二維離散元法研究了晶粒形狀對試樣剪切強度的影響；趙康等[10]、黃潤秋等[19]從晶粒的結晶程度和晶粒的排列探討了它們對巖爆烈度的影響，認為在相同的應力條件下，結晶程度高的硬脆巖石更容易發(fā)生巖爆，具有定向排列特征的巖石比隨機分布的巖石的巖爆烈度弱。但是，關于晶粒尺寸對巖爆的影響尚未見報道。

本文中，利用真三軸巖爆試驗系統(tǒng)，以單軸抗壓強度相似的細中晶粒閃長花崗巖和中粗晶?；◢弾r兩種硬脆性巖石作為研究對象，通過對含預制圓形通孔立方體試樣加載，模擬圓形隧洞的巖爆過程，并采用微型攝像機及聲發(fā)射傳感器記錄巖爆過程，由此探討硬脆性巖石晶粒尺寸對巖爆的影響，這對于豐富巖爆的認識具有重要意義。

1 巖爆試驗

1.1 試樣制備

選用取自廣東肇慶市和廣西梧州市的兩種花崗巖作為巖材，其基本物理力學參數(shù)、礦物成分以及晶粒直徑見表1，兩種花崗巖均屬于顯晶質結構（圖1）。

表1 花崗巖基本物理、力學參數(shù)與礦物成分Table 1 Basic physical and mechanical parameters and mineral composition

圖1 花崗巖偏光顯微鏡照片F(xiàn)ig.1 Polarized micrograph of granite

對石英晶粒進行直徑測量，廣東肇慶市的花崗巖晶粒直徑在0.6～5.0 mm 之間分布，按粗粒（晶粒直徑＞5 mm）、中粒（5 mm≥晶粒直徑＞2 mm）、細粒（晶粒直徑≤2 mm）的晶粒尺寸劃分標準[20]，屬于細中晶?；◢弾r；廣西梧州的晶粒直徑在2～22 mm 之間均有分布，屬于中粗晶?；◢弾r。為模擬圓形截面隧洞，將石材加工成含直徑為50 mm 貫穿圓形孔洞的150 mm×150 mm×150 mm 立方體試件（圖2）。

圖2 花崗巖試件Fig.2 Granite specimens

1.2 試驗系統(tǒng)

本試驗采用廣西大學的真三軸巖爆試驗系統(tǒng)（圖3），系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)（圖4）與聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)（圖5），聲發(fā)射傳感器工作頻率為125～750 kHz、采樣率取1 MHz，試驗中將6 個聲發(fā)射傳感器分別布置于試件沿軸向（X向）的兩個自由面，每個面布置3 個傳感器，具體布置見圖4。為實時監(jiān)測巖爆全過程，開發(fā)了巖爆試驗實時視頻觀測系統(tǒng)，包括錄像機和視頻監(jiān)視器，監(jiān)視器可以實時觀測試件內部破壞狀況，錄像機的采樣率為30 s?1。

圖3 真三軸巖爆試驗系統(tǒng)Fig.3 True triaxial rockburst testing system

圖4 加載裝置與視頻監(jiān)測系統(tǒng)Fig.4 Loading devices and observation system

圖5 聲發(fā)射采集系統(tǒng)和傳感器Fig.5 AE acquisition system and sensors

1.3 試驗方案

隧洞開挖后，圍巖環(huán)向應力將逐漸升高，當環(huán)向應力高于巖石峰值強度時，圍巖將可能發(fā)生巖爆。工程實踐也表明，巖爆通常發(fā)生在開挖后1～3 d 內[21]，說明環(huán)向應力的逐漸集中是導致巖爆發(fā)生的主要因素之一，因此，可通過Z方向的不斷加載，模擬環(huán)向應力不斷升高的過程[22]。本試驗采用負荷控制，加載速率為0.05 MPa/s。具體加載應力路徑為(見圖6)：σY和σZ同時開始加載至10 MPa；σY保持不變，繼續(xù)以0.05 MPa/s 加載σZ至試件左右兩側出現(xiàn)明顯的帶狀V 形破壞坑后停止加載。

圖6 加載路徑Fig.6 Loading path

2 試驗結果

利用細中晶粒(A1、A2)和中粗晶粒(B1、B2)花崗巖分別進行了重復性試驗，而且A1、A2 的試驗結果較一致，B1、B2 的試驗結果也較一致，本文中僅各自選取一塊試件(A1 和B1)進行試驗過程和結果的分析。

細中晶?；◢弾r試件(A1)的破壞過程見圖7。當σZ加載至113.45 MPa 時，右側邊墻發(fā)生小顆粒彈射，見圖7(a)；隨后5 s (σZ=113.72 MPa)，左側洞壁發(fā)生小顆粒彈射，見圖7(b)；當σZ加載至122.10 MPa 時，穩(wěn)定的劈裂、屈曲破壞在右側開始產生，并沿洞壁向里發(fā)育，碎屑沿洞壁滑下，見圖7(c)；當σZ增大至129.98 MPa 時，隧洞左側圍巖向外鼓脹、彎曲，形成一條宏觀鼓脹帶，見圖7(d)；當σZ增大至132.08 MPa 后，鼓脹帶的巖板折斷、滑落至洞底，見圖7(e)；當σZ增大到133.21 MPa 時，隧洞左右兩側的破裂帶幾乎貫穿整個洞壁，見圖7(f)；隨后，兩側洞壁板裂屈曲破壞程度不斷增大，破裂帶面積和深度進一步增大，有部分未折斷的巖板懸留在破壞坑上下側，見圖7(g)～(h)，巖樣的最終破壞形態(tài)見圖7(h)。

圖7 細中晶?；◢弾r試件(A1)的破壞過程Fig.7 Failure process of the fine to medium-grained granite specimen (A1)

中粗晶?；◢弾r試件(B1)的破壞過程見圖8。當σZ加載至88.08 MPa 后，左右兩側開始出現(xiàn)顆粒彈射，見圖8(a)～(c)；σZ加載至104.19 MPa 后，右側發(fā)生塊片彈射，并在σZ增大至104.93 MPa 時，隧洞右側發(fā)生局部巖爆#1，大量碎屑快速彈出，局部巖爆位置與隧洞右側最初的破壞區(qū)之間存在未破壞區(qū)域，見圖8(d)～(f)；σZ增大至106.52 MPa 時，左側洞壁中部再次發(fā)生局部巖爆#2，大量塊片彈射至洞底，見圖8(g)；σZ增大至112.46 MPa 時，隧洞右側發(fā)生猛烈的局部巖爆#3，右側分散的破壞區(qū)域連接起來形成條帶狀巖爆坑，見圖8(h)；隨后，在2 317.32 和2 344.32 s 時分別發(fā)生了局部巖爆#4 和局部巖爆#5，此時隧洞兩側都形成了明顯的條帶狀巖爆坑，見圖8(i)～(j)；σZ增大至120 MPa 后，隧洞兩側發(fā)生劇烈?guī)r爆，大量碎屑快速彈出，粉塵充滿整個隧洞，見圖8(k)；隧洞兩側巖爆坑已貫穿整個試件，為防止試件發(fā)生整體性垮塌，采用位移控制快速卸載，巖樣的最終破壞形態(tài)見圖8(l)。

3 兩種不同晶粒尺寸花崗巖的試驗結果對比

3.1 宏觀破壞過程的對比

細中晶?；◢弾r孔洞兩側在試驗前期基本不發(fā)生破壞；當豎向應力σZ達到一定值后，孔洞左右兩側開始發(fā)生小顆粒彈射，但是小顆粒彈射的數(shù)量較少，且彈射速度較低；隨著豎向應力的升高，孔洞兩側的圍巖開始向外鼓脹、折斷、剝落，并且發(fā)生破壞的區(qū)域在時間和空間分布上較集中、連續(xù)，沿著破壞區(qū)逐漸往里發(fā)育，最終形成條帶狀的破裂帶(圖9)。細中晶?；◢弾r孔洞兩側圍巖的破壞模式為板裂化破壞，基本不發(fā)生塊片彈射。因此，細中晶?；◢弾r破壞過程可為小顆粒彈射、劈裂、屈曲折斷等階段。

與細中晶?；◢弾r的破壞過程不同的是，中粗晶?；◢弾r的劈裂、屈曲破壞并不明顯，巖板劈裂、彎曲造成的圍巖體積增大明顯減小。由于顆粒尺寸更大、顆粒分布更不均勻，巖板折斷時容易產生破壞局部化，一旦折斷，其存儲的彈性應變能瞬間釋放，碎屑以較快的速度彈出，產生烈度不等的局部巖爆，局部巖爆發(fā)生位置在空間分布上較分散，局部巖爆破壞區(qū)域之間存在未發(fā)生破壞區(qū)域，發(fā)生的局部巖爆并不是連續(xù)的，在時間上也存在一定的不連續(xù)，見圖8(e)～(j)。隨著局部巖爆次數(shù)的增加，局部巖爆區(qū)域開始逐漸連接起來，形成帶狀V 形巖爆坑，試驗加載后期孔洞兩側發(fā)生劇烈?guī)r爆，V 形巖爆坑進一步加寬加深(圖10)。因此，中粗晶?；◢弾r破壞模式為小顆粒彈射、局部巖爆、整體巖爆。

圖9 細中晶?；◢弾r試樣(A1)最終破壞結果Fig.9 Failure results of the fine to medium-grained granite specimen (A1)

綜上所述，兩種具有不同晶粒尺 寸的花崗巖宏觀破壞過程的主要 差異為：細中晶?；◢弾r主要以穩(wěn)定連續(xù)的劈裂、屈曲破壞為主，無劇烈的彈射現(xiàn)象，屬于典型的靜態(tài)脆性破壞，發(fā)生的破壞在時空分布上較連續(xù)、集中；中粗晶?；◢弾r在破壞過程中主要以非連續(xù)的顆粒、塊片彈射為主，發(fā)生破壞的位置在空間分布上較分散，每次彈射破壞之間具有一定的時間間隔，伴隨劇烈的彈射現(xiàn)象，劃分為巖爆。

圖10 中粗晶?；◢弾r試樣(B1)最終破壞結果Fig.10 Failure results of the medium to coarse-grained granite specimen (B1)

3.2 微觀破壞過程的對比

3.2.1 聲發(fā)射撞擊特征

圖11 為細中晶粒(A1)、中粗晶粒(B1)花崗巖試驗過程中聲發(fā)射撞擊與累計撞擊。總體而言，其變化趨勢大致皆可以劃分為3 個階段：加載初期Ⅰ、加載中期Ⅱ和加載后期Ⅲ。

圖11 豎向應力、聲發(fā)射撞擊以及累計撞擊隨時間的變化Fig.11 Change of vertical stress, acoustic emission (AE) hit and accumulative AE hit with time

細中晶?；◢弾r在加載初期Ⅰ和加載中期Ⅱ幾乎沒有產生聲發(fā)射撞擊，進入加載后期Ⅲ撞擊數(shù)突增至最大值0.32×104，然后迅速下降至0.5×103，聲發(fā)射撞擊在加載后期的突增特點比較明顯；聲發(fā)射累積撞擊在加載初期Ⅰ和加載中期Ⅱ幾乎為零，進入加載后期Ⅲ快速增加，突然增加后趨于平緩。中粗晶?；◢弾r在加載初期Ⅰ有少量聲發(fā)射撞擊(0.4×102)出現(xiàn)，在加載中期Ⅱ末和加載后期Ⅲ撞擊數(shù)開始快速增加至最大值0.79×103，然后降低至0.5×103；聲發(fā)射累積撞擊在加載初期Ⅰ隨著應力的升高穩(wěn)定地增加，在加載中期Ⅱ末和加載后期Ⅲ，累積撞擊快速增加。

以上差異主要來源于花崗巖礦物晶粒尺寸的差異。細中晶?；◢弾r顆粒分布范圍較小，僅分布在0.6～5.0 mm，而中粗晶粒花崗巖晶粒分布范圍較大，2～22 mm 之間均有分布，這使得礦物晶粒幾何尺寸帶來的非均勻性在中粗晶?；◢弾r中表現(xiàn)得更明顯。在加載初期Ⅰ和加載中期Ⅱ，隨著豎向應力的升高，礦物幾何尺寸差異性大的中粗晶?；◢弾r更易形成局部拉應力場，產生聲發(fā)射活動；進入加載中期Ⅱ末和加載后期Ⅲ，中粗晶?；◢弾r內部裂紋快速發(fā)育并且逐漸貫通形成宏觀裂紋，聲發(fā)射活動較活躍，累積撞擊快速增加，但增加速率相對較小。細中晶?；◢弾r的晶粒尺寸較小且分布較均勻，導致圍巖內部應力場分布較均勻，不易產生局部拉應力，因此加載初期Ⅰ和加載中期Ⅱ的聲發(fā)射活動較少，但進入加載后期Ⅲ，荷載較高時，較均勻的拉應力場會使得大量微觀裂紋同時產生和發(fā)育，因此，聲發(fā)射活動表現(xiàn)為突然、猛烈的增加，累積撞擊增加速率較大。

3.2.2 聲發(fā)射主頻特征

圖12 為兩種具有不同晶粒尺寸花崗巖的聲發(fā)射主頻分布。可以看出，兩種花崗巖的主頻范圍均為0～500 kHz，因此本文將0～75、＞75～225、＞225～500 kH 等3 個頻率段分別稱作低頻、中頻和高頻。Cai 等[23]指出了聲發(fā)射主頻與巖石內部開裂過程相關，高頻聲發(fā)射信號源自小尺度裂紋，大破裂對應低頻聲發(fā)射信號。因此，聲發(fā)射主頻可作為反映裂紋尺度信息的重要指標。

圖12 試驗過程中兩種具有不同晶粒尺寸花崗巖的聲發(fā)射主頻分布Fig.12 Acoustic emission dominant-frequencies of two granites with different particle sizes during the test

從圖12(a)可知，細中晶?；◢弾r在加載初期Ⅰ和加載中期Ⅱ的聲發(fā)射主頻主要分布在260～340 kHz，屬于高頻段，中頻、低頻信號較少，說明在此階段主要為小尺度裂紋的產生；進入加載后期Ⅲ，聲發(fā)射主要分布在25～350 kHz，低、中、高頻均有分布，說明細中晶?；◢弾r在這一時期內產生較多的小尺度裂紋和大破裂。通過對比加載初期Ⅰ、中期Ⅱ、后期Ⅲ的聲發(fā)射主頻信號特征可知，25～75 kHz 的聲發(fā)射低頻信號主要集中在加載后期Ⅲ，說明大破裂事件主要集中在加載后期Ⅲ。

從圖12(b)可知，中粗晶?；◢弾r在整個加載過程中的聲發(fā)射主頻主要分布在5～65、75～160 和225 ～330 kHz 等3 個頻率段，分別屬于低頻、中頻和高頻，且隨著時間增長，這3 個主頻段的信號逐漸增加。這說明，整個加載過程中都有小破裂事件和大破裂事件產生，且隨著時間增長，小破裂事件和大破裂事件逐漸增加。

由圖12 可知，細中晶?；◢弾r25～75 kHz 的聲發(fā)射低頻信號主要集中在加載后期Ⅲ，而中粗晶?；◢弾r5～65 kHz 的聲發(fā)射低頻信號在加載Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等3 個時期內均有分布。這說明中粗晶?；◢弾r產生的大破裂事件比細中晶粒花崗巖在時間分布上更分散。這與前面的試驗結果一致，中粗晶粒花崗巖發(fā)生的宏觀破壞在時空分布上相對分散，由局部破壞發(fā)展到最終的整體破壞，細中晶?；◢弾r發(fā)生的宏觀破壞主要集中在加載后期Ⅲ，在時空分布上相對連續(xù)、集中。

3.3 特征應力的對比

表2～3 給出了兩種花崗巖在加載過程中的特征應力。本文中特征應力均為豎向(Z向)加載的應力，起裂應力σci和損傷應力σcd的確定是基于累積聲發(fā)射撞擊，具體方法參考文獻[24]。洞壁切向應力σθ由柯西公式計算得到。

表2 加載過程中細中晶?；◢弾r的特征應力Table 2 Characteristic stresses in the fine to medium-grained granite specimen during loading

表3 加載過程中中粗晶?；◢弾r特征應力Table 3 Characteristic stresses of the medium to coarse-grained granite specimen during loading

對比表2 和表3 可知，細中晶粒花崗巖內部微裂紋產生、明顯小顆粒彈射發(fā)生、裂紋聯(lián)合以及最后宏觀破壞對應的特征應力分別為74.00、113.72、127.50 和132.08 MPa，比中粗晶粒對應特征應力分別高27.6%、55.3%、12.8%和9.1%。因此，較小尺寸晶粒使得破壞得到了延遲，影響了巖石內部的微觀、宏觀破壞。當然，這主要是由于花崗巖晶粒較小且分布相對均勻，導致圍巖內部應力場分布相對均勻，不容易產生局部拉應力場和應變能集中，使圍巖抵抗破壞的能力得到增強。

3.4 碎屑特征的對比

圖13 為試驗過程中產生的碎屑分布。為分析其特征，對于粒徑大于9.50 mm 的碎塊(屬于粗粒徑碎屑)，逐個測量其長度和厚度，經測量可知細中晶?；◢弾r的4 塊粗粒徑碎屑的長度(厚度)分別為21.50 mm (2.00 mm)、18.10 mm (2.5 mm)、19.10 mm (2.10 mm)和20.00 mm (1.50 mm)，占總碎屑質量的8.6%；中粗晶?；◢弾r的4 塊粗粒徑碎屑的長度(厚度) 分別為15.10 mm (5.00 mm)、14.50 mm(3.00 mm)、14.50 mm (2.60 mm)和13.10 mm (2.80 mm)，占總碎屑質量的5.1%；細中晶?；◢弾r的粗粒碎屑相對薄和長，而中粗晶?；◢弾r的粗粒碎屑則相對厚和短，見圖14。

由圖15 可以看出：細中晶?；◢弾r粒徑為2.36～4.75 mm 的碎屑在其總碎屑中所占質量分數(shù)最高，為20.4%；中粗晶?；◢弾r粒徑為0.30～0.60 mm 的碎屑在其總碎屑中所占質量分數(shù)最高，為22.0%。從碎屑分布總體來看：中粗晶?；◢弾r碎屑粒徑主要分布在0.15～2.36 mm，占總碎屑質量的83.1%；而細中晶粒花崗巖碎屑粒徑主要分布在0.15～4.75 mm，占總碎屑質量的82.4%。所以中粗晶?；◢弾r的碎屑的破碎度更高，分布更均勻。

圖13 碎屑粒徑分布(單位：mm)Fig.13 Particle size distribution of fragments (unit： mm)

圖14 粗粒徑碎塊(單位：mm)Fig.14 Coarse-grained fragments (unit： mm)

圖15 各等級碎屑的質量占比Fig.15 Mass fractions of fragments with different particle sizes

4 晶粒尺寸對巖爆影響的機制分析

花崗巖內含有多種礦物成分，主要包括斜長石、鉀長石、石英和黑云母等，且這些礦物成分隨機分布在花崗巖內。結合表1 和圖1～2 可知，細中晶?；◢弾r的晶粒直徑較小，單位面積內含有的同種礦物晶粒數(shù)量較多，例如黑云母，晶斑直徑較小，在空間分布較均勻，非均勻性較低；而中粗晶?；◢弾r的晶粒直徑較大，單位面積內含有的同種礦物晶粒數(shù)量較少，例如黑云母，晶斑直徑較大，在空間分布較集中，非均勻性較高。

研究發(fā)現(xiàn)，巖石材料礦物成分的非均勻性對巖石的破壞過程有重要影響。例如：Peng 等[26]采用PFC 分析了晶粒尺寸及其分布對巖石破壞過程的影響，認為顆粒尺寸及其分布非均勻性對巖石的峰后響應具有很大的影響；Lan 等[15]分析了不同晶粒形狀下巖石的力學響應，指出晶粒分布均勻的巖石其破壞相對穩(wěn)定。張拉破壞是硬脆性巖石在零圍壓或低圍壓下的主要破壞機制，而礦物晶粒分布非均勻性是巖石內部產生局部拉應力場及應力集中的必要條件，因為即使巖石處于多軸壓縮應力狀態(tài)，晶粒的非均勻性也會在巖石內部產生局部的拉應力[27]。在本試驗研究中也發(fā)現(xiàn)，在相同低圍壓和相同加載條件的情況下，晶粒尺寸較粗的花崗巖起裂應力較低，較早發(fā)生顆粒、塊片彈射。這是由于晶粒尺寸較粗且分布相對不均勻的中粗晶?；◢弾r在加載過程中，圍巖更容易出現(xiàn)張拉應力集中以及彈性應變能局部集聚。當局部彈性應變能超過圍巖承載極限后，會引起圍巖發(fā)生局部破壞，即圍巖能量的耗散在時空分布上相對隨機、分散，所以圍巖發(fā)生破壞時傾向于發(fā)生動力破壞現(xiàn)象，即劇烈的塊片彈射現(xiàn)象，甚至巖爆，這與本試驗中粗晶?；◢弾r破壞過程較吻合(見圖8)。而晶粒尺寸較細的花崗巖起裂應力較高，而且從其破壞過程可知(見圖7)，隨著荷載增高，圍巖會逐漸向外鼓脹、折斷、滑落，且破壞位置較集中、連續(xù)。這是由于晶粒較細且分布相對均勻的細中晶?；◢弾r，在加載過程中圍巖內部的應力場分布相對均勻，不容易導致局部拉應力以及彈性應變能的集中，當荷載較高時，圍巖內部容易產生大量的小破裂和大破裂事件，這與本試驗圖11(a)細中晶粒花崗巖的聲發(fā)射活動規(guī)律較吻合，圍巖內部的破裂相互貫通，造成能量的不斷耗散，容易導致圍巖發(fā)生烈度較輕的板裂化破壞。

5 結 論

（1）試驗結果表明，在相同加載條件下，細中晶?；◢弾r圍巖發(fā)生靜態(tài)脆性破壞為主的板裂化破壞，而中粗晶?；◢弾r發(fā)生劇烈彈射破壞為主的巖爆破壞。由此可見，晶粒尺寸對花崗巖的巖爆傾向性具有重要影響，應力集中足夠高和巖石峰前彈性應變能存儲能力基本相同的情況下，晶粒尺寸較粗的巖石具有更強的巖爆傾向性。

（2）聲發(fā)射監(jiān)測結果表明，細中晶粒花崗巖在最終發(fā)生失穩(wěn)破壞前，產生大量的小破裂和大破裂事件，巖石的破裂在時空分布上相對連續(xù)、集中，導致圍巖發(fā)生破裂烈度較輕的板裂化破壞；而中粗晶粒花崗巖產生的小破裂和大破裂事件隨機出現(xiàn)在加載的各個時期，巖石的破裂在時空分布上相對分散，容易導致圍巖發(fā)生顆粒和塊片彈射，甚至發(fā)生巖爆。

（3）與細中晶粒花崗巖相比，中粗晶?；◢弾r粗粒徑碎塊(≥9.50 mm)和微粒徑碎塊(＜0.08 mm)占總碎塊質量比例較小，0.15～2.36 mm 細粒徑碎塊占總碎塊質量比例較大，碎塊的平均破碎塊度較小，碎塊的破碎程度更高，這說明中粗晶?；◢弾r發(fā)生的破壞更劇烈。