收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高温作用下泥岩的损伤演化及破裂机理研究

张连英  
【摘要】:随着社会与经济发展对能源需求的不断加大,与温度有关的岩土工程问题越来越受到广泛关注,如:地热资源开发、核废料处置及煤炭地下气化等工程。温度与地应力耦合作用下岩石力学性能的研究是解决温度有关的岩土工程问题的基础。本文以煤系岩层中泥岩为研究对象,借助于MTS810电液伺服材料试验系统及配套的高温环境炉、扫描电镜、X射线衍射分析仪等试验手段,应用损伤断裂理论、粘弹塑性理论等,从宏观和细观不同尺度上,对高温作用下泥岩的损伤演化与破裂机理进行了系统的研究。主要工作和研究成果如下: (1)系统测定了常温至800℃高温条件下泥岩试样的全应力-应变曲线,分析得到了泥岩的弹性模量、峰值强度、峰值应变、软化模量等随温度的变化规律,并给出了加载速率对泥岩力学性能的影响,揭示了泥岩随温度升高和加载速率增加的脆延转化特性。 (2)基于泥岩试样断口的电镜扫描和X射线衍射分析试验,给出了高温作用下泥岩试样组分结构的变化特征、影响泥岩力学性能的组分因素、试样断口处裂纹的形态及发育变化特征。结果表明,高温作用下泥岩试样的组分与物相变化是导致岩样断口处裂隙的扩展、闭合、晶界破裂形式差异的重要原因,从而呈现了不同温度段泥岩宏观力学性能的变化特征。有效地揭示了高温作用下泥岩宏观破裂特征的微观机制。 (3)依据岩石损伤力学与统计强度理论,结合高温作用下泥岩的力学性能,构建了考虑温度及应变率效应的泥岩损伤演化方程和本构模型,并针对所测泥岩岩样的力学特性,给出了相应的损伤本构方程具体参数,本构模型与试验结果具有很好的印证性。 (4)通过对常温及高温(700℃)作用下泥岩的分级加载蠕变试验,得到了相应的蠕变曲线,给出了泥岩的蠕变经验方程,并初步建立了考虑温度效应的泥岩蠕变本构模型,包括:泥岩的蠕变方程、卸载方程和松弛方程。 研究成果在一定程度上丰富了岩石力学的基本理论,也为高温与地应力耦合作用下岩土工程问题的研究提供重要依据。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前16条
1 徐小丽;高峰;张志镇;;高温作用对花岗岩强度及变形特性的影响[J];广西大学学报(自然科学版);2013年04期
2 李忠友;刘元雪;;高温作用下混凝土热-水-力耦合损伤分析模型[J];应用数学和力学;2012年04期
3 钱在兹,吴慧;混凝土高温后的扫描电镜实验研究[J];福州大学学报(自然科学版);1996年S1期
4 徐小丽;高峰;张志镇;;高温作用下花岗岩的脆延性转化温度点[J];水利水电科技进展;2014年01期
5 胡翠平;徐玉野;罗漪;郑涌林;林碧兰;;高温作用后混凝土抗拉强度的影响分析[J];华侨大学学报(自然科学版);2014年02期
6 刘石;许金余;;高温作用对花岗岩动态压缩力学性能的影响研究[J];振动与冲击;2014年04期
7 王颖轶;张宏君;黄醒春;邱一平;;高温作用下大理岩应力-应变全过程的试验研究[J];岩石力学与工程学报;2002年S2期
8 陈有亮;邵伟;周有成;;高温作用后花岗岩力学性能试验研究[J];力学季刊;2011年03期
9 熊焱;吴迪;刘赋安;;基于微观结构分析的再碱化对高温后混凝土抗压强度修复试验研究[J];工程力学;2013年06期
10 韩玉来;孙柏涛;王永刚;鞠竹;;火灾高温作用下波纹腹板钢梁剪切屈曲系数研究[J];防灾减灾工程学报;2011年04期
11 赵洪宝;谌伦建;;石灰岩热膨胀特性试验研究[J];岩土力学;2011年06期
12 李远哲;;保护层厚度对混凝土高温爆裂特性影响的试验研究[J];河南科技;2014年06期
13 吴刚;翟松韬;孙红;张渊;;高温下盐岩的声发射特性试验研究[J];岩石力学与工程学报;2014年06期
14 张宁;赵阳升;万志军;董付科;冯子军;;高温作用下花岗岩三轴蠕变特征的实验研究[J];岩土工程学报;2009年08期
15 徐小丽;高峰;钟卫平;王美芬;;温度作用下花岗岩力学性质实验研究[J];西安科技大学学报;2008年04期
16 侯立顺;;厨房里的变色学问[J];科学大众(中学生);2013年03期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 金贤玉;钱在兹;;混凝土受高温作用的破坏机理[A];第三届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1994年
2 钱在兹;谢狄敏;金贤玉;;混凝土受明火高温作用后的抗拉强度与粘结强度的试验研究[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第二卷)[C];1997年
3 方荣;朱珍德;张勇;王思敬;;高温和循环高温作用后大理岩力学性能试验研究与比较[A];第九届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张连英;高温作用下泥岩的损伤演化及破裂机理研究[D];中国矿业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 孟宏睿;高温作用后混凝土力学性能及无损检测的试验研究[D];西安建筑科技大学;2005年
2 李亮;亚高温作用下混凝土受力性能试验研究[D];清华大学;2008年
3 吴嵬;高温作用后细砂岩动态力学性能实验研究[D];安徽理工大学;2012年
4 杨学超;冷却制度及聚合物浸渍对高温作用后混凝土渗透性的影响[D];北京交通大学;2009年
5 刘小平;活性粉末混凝土高温爆裂行为及高温作用后渗透性的研究[D];北京交通大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978