收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高温后岩石加卸载变形及强度特性研究

董昱霞  
【摘要】:深部岩体通常处于高温、高地应力作用环境,人为施工扰动行为将引起深部岩体处于典型的卸荷过程。因此研究深部岩体在高地应力、高温及强开采扰动等因素影响下的力学性能和变形破坏特征对资源安全开采、地下工程施工安全有着极其重要的理论指导意义。本文分别对高温作用后的红砂岩、页岩进行单轴、三轴加、卸荷试验,并对其力学行为、变形破坏强度特征进行了研究。具体研究内容如下:(1)对高温后的红砂岩和页岩分别进行了单轴压缩试验,结果表明:随着作用于岩石温度升高,红砂岩的弹性模量和峰值强度呈下降趋势,当温度为800℃时,红砂岩的峰值应变则大幅增加,其破坏形式表现为轴向劈裂和局部剪切破坏。而页岩的抗压强度随温度升高呈快速降低趋势,其弹性模量和峰值应变整体上也呈下降趋势,其破坏形式多呈剪切破坏,且作用于岩样的温度越高破碎程度越剧烈。(2)对高温后的红砂岩和页岩进行三轴压缩试验,结果表明:围压越大,红砂岩和页岩的峰值强度和峰值应变均呈增大趋势;另随着作用于岩样的温度升高,红砂岩峰值应变快速增加,说明高温使得岩石的塑性性质增强,当T≤400℃,红砂岩峰值强度小幅增加,当T≥600℃时红砂岩峰值强度则快速降低,多为剪切破坏。而页岩对高温更为敏感,其峰值强度和峰值应变均随作用温度升高而减小,呈脆性破坏,温度越高破碎程度越大,破坏面越复杂。(3)对高温后的红砂岩进行三轴卸荷试验,结果表明:三向卸荷条件下,红砂岩的峰值强度、峰值应变均随围压增加而变大,横向和体积应变围压柔量增速远大于轴向围压柔量,进一步说明在卸荷试验中红砂岩是由扩容、碎胀导致的岩石破坏;另随着作用于岩石温度越高,其轴向峰值应变、横向峰值应变均呈增大趋势,红砂岩卸荷扩容特征越明显,粘聚力和内摩擦角均变小,破坏形态主要表现为剪切破坏,且在局部区域伴有纵向劈裂破坏,即为剪切和轴向劈裂混合型破坏。(4)在岩石单轴压缩试验过程中同步进行了声发射试验,结果表明:当岩样加载进入塑性屈服阶段后,声发射信息变得非常活跃并出现个别峰值,当加载应力达到峰值前后,声发射信号最为强烈,出现多个峰值,此时岩样发生了破裂。对比不同温度条件下的声发射累计振铃计数率,可以发现高温作用后的红砂岩在峰后阶段出现了斜率绝对值减小情况,这说明高温作用使红砂岩由脆性转换为弹塑性的特征。而页岩随着作用温度越高,其加载过程中声发射信息越少,这说明高温作用使得页岩在加载前其内部已经产生了大量的新裂隙,以致在加载过程破裂信号减少。(5)对高温后的红砂岩和页岩在单轴、三轴加卸荷试验过程中的能量演化规律进行了研究,对单位岩样在应力峰值点、破坏点时所吸收的外界输入总能量、储存的弹性应变能、耗散能随围压和温度的变化规律进行了分析;另通过引入偏平面上的破坏形状函数,基于能量演化理论建立了复杂应力状态下岩石的强度准则,得到了主应力空间岩石的空间破坏曲面,该准则可以较好地描述岩石在p-q平面上呈现的非线性特征,并能保证在偏平面上具有光滑外凸的特征。该文共有图192张,表8个,参考文献90篇。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 陈有亮,孙钧;岩石的流变断裂特性[J];岩石力学与工程学报;1996年04期
2 陈旭;俞缙;李宏;蔡燕燕;张亚洲;穆康;;不同岩性及含水率的岩石声波传播规律试验研究[J];岩土力学;2013年09期
3 单仁亮;赵文峰;宋立伟;黄博;魏龙飞;吕进阳;肖禹航;;冻结红砂岩力学特性试验研究[J];煤矿开采;2014年02期
4 张慧梅;杨更社;;水分及冻融环境下岩石抗拉力学特性[J];湖南科技大学学报(自然科学版);2013年03期
5 林赞扬;;《蛟龙》[J];东方收藏;2020年04期
6 刘艳风;董书伟;;浅谈室内岩石的物理、水理性质试验的概念与分析[J];冶金管理;2020年07期
7 代豪;田锐;李铭松;边贞伊;;岩石动力学在工程爆破中的研究现状与展望[J];世界有色金属;2020年06期
8 柳学强;;挖掘机铲斗与松散岩石挖掘阻力分析[J];现代制造技术与装备;2020年05期
9 王汉清;;边坡支护工程中常见的岩石勘查问题及处理措施[J];四川建材;2019年11期
10 陈海容;;奔跑的岩石[J];散文诗;2020年12期
11 ;岩石“个性”谁决定[J];少儿科学周刊(儿童版);2020年11期
12 ;滥竽充数的“岩石”[J];少儿科学周刊(儿童版);2020年11期
13 文婧;;《岩石边》[J];青年文学家;2018年35期
14 杜德维;;人群与岩石[J];世界博览;2019年03期
15 ;岩石上隐藏的画[J];课堂内外(小学低年级);2019年04期
16 张洪波;;岩石(组诗)[J];扬子江诗刊;2019年03期
17 ;乌龟与鹰[J];中国多媒体与网络教学学报(下旬刊);2019年07期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 何昌荣;张流;;研究岩石弱化行为的一种新方法[A];第五届全国构造物理、第三届全国高温高压学术讨论会论文摘要[C];1992年
2 阳宁;赵绕武;;高速冲击下岩石的力——凿深特性[A];第四届全国岩石破碎学术讨论会论文集[C];1989年
3 孙家禄;;岩石弹塑性的统计分析与分类指标的探讨[A];地下工程经验交流会论文选集[C];1982年
4 于亚伦;;岩石动力学的研究内容和动载荷的分类[A];第四届全国岩石破碎学术讨论会论文集[C];1989年
5 孙钧;潘鼎元;;岩石动力学及其工程应用[A];岩石力学新进展[C];1989年
6 黄理兴;陈奕柏;;我国岩石动力学研究状况与发展[A];第八届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2003年
7 李造鼎;刘忠敏;赵毅军;;岩石中超声波衰减的实验研究[A];1990岩土混凝土声测技术新进展学术与信息交流会专题报告及论文摘要汇编[C];1990年
8 明可前;吴相超;李维树;;岩石的流变特性及其长期强度[A];重庆岩石力学与工程学会测试与分析专业委员会2000年学术交流会论文集[C];2000年
9 席道瑛;;饱和岩石的衰减和模量的时温对应关系[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
10 康健;毕秀国;刘超;;非均质随机分布对岩石热破裂影响的数值试验[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(一)[C];2008年
11 杨俊英;杜丽芳;王立民;段保谦;;某几种岩石实验室内变形过程的测定[A];中国地质科学院水文地质工程地质研究所所刊(第1号)[C];1985年
12 朱晨红;;地壳探秘之岩石——上海科技馆活动案例[A];面向新时代的馆校结合·科学教育——第十届馆校结合科学教育论坛论文集[C];2018年
13 韩建强;陈浩;;致密岩石动静态转换实验研究[A];2014年中国声学学会全国声学学术会议论文集[C];2014年
14 明可前;;岩石抗剪断强度的统计特征[A];重庆岩石力学与工程学会第一届学术讨论会论文集[C];1992年
15 李砚召;;岩石的低频杨氏模量和衰减系数测量仪[A];水电与矿业工程中的岩石力学问题——中国北方岩石力学与工程应用学术会议文集[C];1991年
16 胡江春;祝彦知;何满潮;孙晓明;;深部岩石隐性裂纹的电化学检测机制[A];中国软岩工程与深部灾害控制研究进展——第四届深部岩体力学与工程灾害控制学术研讨会暨中国矿业大学(北京)百年校庆学术会议论文集[C];2009年
17 冯增朝;赵阳升;;岩石非均质性与冲击倾向的相关规律研究[A];第八届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2003年
18 牛志仁;施行觉;;岩石分形断裂的统计理论[A];1991年中国地球物理学会第七届学术年会论文集[C];1991年
19 李夕兵;古德生;赖海辉;;岩石在不同应力波加载下的动态响应[A];第三届全国岩石动力学学术会议论文选集[C];1992年
20 ;中国岩石力学与工程学会岩石动力学专委会科技咨询开发服务部简介[A];第四届全国岩石动力学学术会议论文选集[C];1994年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 杨阳;低温作用下岩石动态力学性能试验研究[D];中国矿业大学(北京);2016年
2 于超云;水对岩石力学性质影响的试验及数值模拟研究[D];大连理工大学;2019年
3 马永君;西部冻结凿井白垩系弱胶结红砂岩冻融劣化机理试验研究[D];中国矿业大学(北京);2019年
4 李勇成;地下水封油库岩石变形破坏机制及围岩稳定性研究[D];中国地质大学(北京);2011年
5 张志镇;岩石变形破坏过程中的能量演化机制[D];中国矿业大学;2013年
6 李文;基于钻进响应的岩石(体)特性识别理论与方法研究[D];北京科技大学;2017年
7 梁灿;岩石润湿性的核磁共振表征方法及应用研究[D];中国石油大学(北京);2019年
8 尹土兵;考虑温度效应的岩石动力学行为研究[D];中南大学;2012年
9 朱杰兵;高应力下岩石卸荷及其流变特性研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2009年
10 沙茜;差应力对岩石部分熔融的影响及其作用机制[D];吉林大学;2012年
11 王煜曦;岩石断裂表面细观接触演化与剪切力学模型研究[D];北京科技大学;2016年
12 刘冬桥;岩石损伤本构模型及变形破坏过程的混沌特征研究[D];中国矿业大学(北京);2014年
13 Esamaldeen Ali Mohammed Ahmed;基于岩石微组构采用多元回归和人工智能技术估算岩石抗压强度[D];西南交通大学;2014年
14 肖建清;循环荷载作用下岩石疲劳特性的理论与实验研究[D];中南大学;2009年
15 张光莹;含分布裂缝岩石的弹性本构及波传播特性研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
16 康健;随机介质固热耦合数学模型与岩石热破裂数值实验[D];辽宁工程技术大学;2004年
17 王利;岩石弹塑性损伤模型及其应用研究[D];北京科技大学;2006年
18 宋立伟;西北地区冻结岩石力学特性及爆破损伤评价模型试验研究[D];中国矿业大学(北京);2014年
19 高平;岩石热物性参数分析及多场热效应耦合模型研究[D];吉林大学;2015年
20 陆华;冲击荷载下红砂岩流固耦合的动力响应及损伤效应研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 董昱霞;高温后岩石加卸载变形及强度特性研究[D];中国矿业大学;2020年
2 程树范;白垩系富水红砂岩动力学特性研究[D];西安科技大学;2020年
3 曾清林;水对泥质红砂岩的影响研究[D];华南理工大学;2012年
4 张勇;南京红砂岩细观损伤演化特性及其本构模型试验研究[D];河海大学;2005年
5 王鹏;岩石单轴加载声发射特性研究[D];东北大学;2013年
6 沙茜;差应力对岩石熔融程度的影响[D];吉林大学;2009年
7 腾天野;单轴压缩条件不同含水率红砂岩声发射特性试验研究[D];江西理工大学;2019年
8 胡敬地;动态扰动下红砂岩三轴压缩蠕变研究[D];华侨大学;2019年
9 雷润杰;红砂岩用于高速公路路床填筑技术研究[D];中南林业科技大学;2019年
10 喻雅琴;湘西地区路用红砂岩改良土力学特性研究[D];中南林业科技大学;2019年
11 陈小川;三峡水库运行期消落带红砂岩强度劣化的化学干预研究[D];合肥工业大学;2019年
12 马滔;兰州地区红砂岩力学特性与改良应用试验研究[D];兰州理工大学;2019年
13 郭宇航;粒度对红砂岩力学性质的影响规律试验研究[D];山东科技大学;2018年
14 朱明政;卸荷条件下煤岩变形破坏机理研究[D];中国矿业大学;2019年
15 梁晨;三维静载对红砂岩中应力波频散及能量特性研究[D];江西理工大学;2019年
16 周国辉;三轴压缩条件下红砂岩特征强度点的声发射特征[D];江西理工大学;2018年
17 王志会;红砂岩路基填筑技术研究[D];长安大学;2018年
18 邵伟峰;库水位周期性大幅涨落下岩石流变特性研究[D];重庆交通大学;2018年
19 张敏;循环加卸载下红砂岩次声波特征及损伤表征研究[D];江西理工大学;2018年
20 宋亮亮;降雨条件下非饱和红砂岩土边坡的稳定性研究[D];江西理工大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 扈中平;岩石与人类[N];中国科学报;2013年
2 王重阳;生命是岩石开出的花朵[N];中国科学报;2017年
3 赵济潮;老实,是岩石、山巅、风雪中的花朵[N];青海日报;2018年
4 编译 蒋静;千奇百怪的岩石故事[N];中国矿业报;2019年
5 郑焕斌;月球岩石有了新用途[N];科技日报;2004年
6 张鸥 何炬 杨海霞;合理规划 科学保护[N];鞍山日报 ;2007年
7 记者 罗序文 通讯员 涂细亮;研究岩石14年 节省投资1.5亿元[N];湖北日报;2007年
8 姗悦;积极推进古老岩石的保护开发[N];鞍山日报 ;2006年
9 蒋少清 胡浩;约旦寻求合作伙伴共同开发油岩石资源[N];中国石化报;2006年
10 申 彦;月球岩石藏匿原始生命“天书”[N];大众科技报;2002年
11 记者颜亮;世界上最古老岩石被发现[N];人民日报;2002年
12 记者 马朝阳;金岩石 海归的幸福生活[N];中国证券报;2004年
13 姗悦;旅游业看好古老岩石的拉动作用[N];鞍山日报 ;2006年
14 蔡萍萍;岩石中奥妙多[N];人民日报;2003年
15 本报记者 彭科峰;赖绍聪:愿用一生参透岩石的秘密[N];中国科学报;2016年
16 记者 刘一博 实习记者 翟枫瑞;业绩下滑 ST岩石高层再生变[N];北京商报;2020年
17 记者 陈曦 赵志伟;“洛阳力量”助岩石掘进机“掘入”欧洲[N];洛阳日报;2015年
18 ;女子兜售月球岩石 却遇卧底买家诱捕[N];新华每日电讯;2011年
19 深圳商报记者 李玲;金岩石被美籍华人隔洋追索[N];深圳商报;2010年
20 记者 林彦龙;金岩石辞职风波未了[N];深圳特区报;2010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