中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金(SKLGDUEK1204)
- 作品数：9 被引量：132H指数：8
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- 发文基金：中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金国家自然科学基金国家级大学生创新创业训练计划更多>>
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- 高温作用下花岗岩的脆延性转化温度点被引量：6
- 2014年
- 为了探讨在高温作用下花岗岩的脆延性转化温度点,进行了高温力学试验和扫描电镜试验,分析了温度对花岗岩屈服应变、破坏应变、延性系数和应力-应变关系的影响。试验结果表明:在实时高温作用下及高温作用冷却后花岗岩的脆延性转化温度点均在800℃左右,此时花岗岩晶体中出现穿晶裂纹、解理台阶、滑移带和浅表韧窝等共存特征,岩样呈现延性破坏特征;随着温度的升高,花岗岩破坏方式由突发式的脆性破裂逐渐向渐进式的半脆性剪切破坏转化。
- 徐小丽高峰张志镇
- 关键词：花岗岩延性系数
- 高温作用后花岗岩三轴压缩试验研究被引量：33
- 2014年
- 为综合考察温度、围压对花岗岩力学性质及破坏方式的影响,在高温（25℃~1 000℃）作用后,利用MTS815.02电液伺服材料试验系统对花岗岩岩样进行不同围压作用下的三轴压缩试验。研究结果表明,（1）围压一定时,经历不同高温作用后花岗岩三轴压缩全应力-应变曲线经历了压密、弹性、屈服、破坏、塑性流动5个阶段;（2）经历不同高温作用后岩样三轴抗压强度与围压呈非线性二次多项式增长关系,围压为40 MPa时的抗压强度比单轴抗压强度提高了382.30%;常规三轴压缩条件下,400℃是花岗岩力学参数的阀值温度;（3）经历高温作用后,岩样弹性模量随围压升高呈增大趋势,围压为40 MPa时的弹性模量比单轴时提高了90.26%;随温度升高呈二次非线性减小,1 000℃时的弹性模量比25℃时降低了57.16%;（4）花岗岩的失稳型式同时取决于围压和温度。单轴压缩状态下,随着温度的升高,岩样变形破坏型式由脆性破裂向塑性变形过渡,失稳型式在低温时为突发失稳、中高温为准突发失稳,温度高于800℃为渐进破坏;三轴压缩状态下,随着围压的增大,岩样破裂型式由脆性张拉破裂逐渐向剪切破裂过渡,岩样的失稳型式以突发失稳为主。在试验温压范围内,影响花岗岩力学性质的首要因素是温度,其次是围压。
- 徐小丽高峰张志镇
- 关键词：花岗岩围压力学性质
- 高温后花岗岩能量及结构效应研究被引量：9
- 2014年
- 利用MTS815电液伺服材料试验系统,研究了花岗岩在25℃~1000℃高温作用后的三轴压缩力学性能,基于D8 ADVANCE型X射线衍射仪,研究了花岗岩经不同温度加热处理产物的物相特征。结果表明:①经历不同高温作用后,岩样三轴抗压强度、轴向峰值应变与围压呈非线性二次多项式增长关系,破坏应变能与围压呈线性增长关系。②岩样三轴抗压强度、破坏应变能随温度的升高先增大后减小,呈二次抛物线关系,400℃为最大值。③石英、长石、云母三者的最大衍射强度随温度的升高先增大后减小,400℃时达到最大,结合宏观力学试验,可以推断400℃为花岗岩的阀值温度。④石英在573℃发生由α石英转变为β石英的可逆反应;长石的差热曲线在700℃~900℃出现吸热谷,结构发生了由晶态向非晶态的相转变;在997℃时,云母矿物晶格破坏羟基逸出形成钠长石,这些因素共同作用使得岩样力学性能在400℃之后随着温度的升高而逐渐劣化。
- 徐小丽高峰张志镇张传虎
- 关键词：花岗岩温度
- 高温作用对花岗岩强度及变形特性的影响被引量：17
- 2013年
- 为考察温度对岩石强度及变形特性的影响，在实时高温（25—850℃）和高温热处理后（25—1200℃）两种情况下对花岗岩岩样进行单轴压缩试验。结果表明：①实时高温作用下，花岗岩温度应变、热膨胀系数与温度之间均有着良好的一阶增长型指数函数关系；高温作用冷却后，岩样温度应变随温度变化具有突变性。不能真实反映实时高温下岩样的变形规律。②实时高温作用下，花岗岩力学参数快速连续劣化，岩样的抗压强度从25℃时的191．90MPa降低至850℃时的55．63MPa，降幅为71．11％；弹性模量从25℃时的38．37GPa降低至850℃时的5．09GPa，降幅为86．73％，岩样的抗压强度、弹性模量随温度升高呈二阶指数规律衰减；高温作用冷却后，花岗岩力学行为呈突变状态，与结构中相变密切相关，900℃时抗压强度降为89．95MPa，比25℃下降了53．13％，弹性模量为11．02GPa，比25℃下降了71．28％。岩样的抗压强度、弹性模量随温度升高呈多项式曲线拟合关系。实验结果一定程度上反映了花岗岩在实时高温作用和高温作用冷却后其内部结构变化的基本规律，对高温岩体工程有一定的参考价值。
- 徐小丽高峰张志镇
- 关键词：花岗岩温度力学性质
- 温度与加载速率对岩石力学性质的影响被引量：13
- 2016年
- 通过实时高温不同加载速率下花岗岩的单轴压缩声发射试验和扫描电镜试验,研究了岩样在温度和加载速率共同作用下的力学性质与分形特征。研究结果表明:(1)岩样应力—应变曲线可以分成压密、线弹性、非弹性和破坏四个阶段。随着加载速率由0.001 mm/s增加至0.1 mm/s,岩样压密阶段变短,弹性模量增加,峰值应变逐渐减小。(2)岩样峰值应力、振铃计数率与温度的变化规律相一致,均呈现先下降后上升趋势,在600℃时达到最小值。(3)峰值应力、振铃计数率随加载速率的增加呈线性增大趋势。加载速率由0.001 mm/s增加至0.1 mm/s,峰值应力由37.166 MPa增加至53.769 MPa,增幅为44.673%;振铃计数率由107 380增加至141 644,增幅为31.909%。(4)岩样破裂的分形维数与加载速率呈线性增大,但温度超过600℃,岩样结构晶体改变,温度的影响占据了主要因素,导致分形维数随加载速率变化规律不明显。研究成果为岩土地下扰动、工程爆破等实际工程中岩石力学参数的选取提供了有益的参考价值。
- 陈琳徐小丽徐银花
- 关键词：温度加载速率峰值应力分形维数
- 花岗岩的加载速率效应及能量机制研究被引量：18
- 2015年
- 加载速率对岩石的力学性质以及变形破坏方式具有重要的影响.基于MTS810电液伺服材料试验系统与PCI-2声发射仪对岩样进行不同加载速率作用下的单轴压缩和声发射试验.研究结果表明：（1）在各级加载速率作用下,岩样单轴压缩应力-应变曲线大致经历了压密、弹性、屈服、破坏四个阶段.岩样峰后曲线在加载速率为0.001-0.01mm/s时出现台阶型分段跌落状,在加载速率为0.01-0.1mm/s时呈现光滑、陡峭的连续曲线.（2）岩样峰值强度、弹性模量随加载速率的增加而增大,与加载速率对数均呈现三次多项式拟合关系.峰值应变随加载速率的增加而减小,与加载速率对数呈现线性拟合关系.（3）随着加载速率由0.001mm/s增加至0.1mm/s,岩样吸收的总应变能U具有波动性,可释放的弹性应变能Ue增幅60.42%,耗散应变能Ud降幅66.38%,Ue/U增幅43.33%,Ud/U降幅66.67%,岩样破裂模式由拉剪破坏逐渐向张拉劈裂破坏过渡,岩样破裂块数增多.（4）加载速率为0.001-0.1mm/s时,岩样破坏方式有所不同,但破坏为同一类损伤过程.单轴压缩状态下,能量耗散使得岩样损伤致使强度丧失,而能量释放使得岩样宏观破裂面贯通,并向着能量释放的方向张裂或弹射破坏.
- 徐小丽陈琳高峰张志镇
- 关键词：岩石力学加载速率力学性质应变能
- 高温后围压对花岗岩变形和强度特性的影响被引量：29
- 2014年
- 利用MTS815.02电液伺服材料试验系统完成了不同温度作用后(25℃~1000℃),不同围压下的30块花岗岩岩样的三轴压缩试验,分析了温度、围压对岩样的变形以及强度特性的影响。试验结果表明:1岩样质量随着温度的升高小幅下降,1000℃时仅比25℃时下降了0.364%;温度低于600℃时,岩样体积、密度变化不明显,温度高于600℃时,体积加速膨胀,密度减小幅度增大,1000℃时体积比25℃时膨胀了5.027%,密度降低了5.132%。2高温作用后,岩样三轴压缩应力–应变曲线大致经历了压密、弹性、屈服、破坏、软化、残余等几个阶段,岩样的刚度、峰值强度、抗剪强度、残余强度、塑性变形均随着围压的增大而增大。3岩样黏聚力随着温度的升高呈线性下降,内摩擦角随着温度的升高先增大后减小,抗剪强度随着温度的升高呈二次多项式减小关系,围压的增大削弱了温度对抗剪强度的影响。
- 徐小丽高峰张志镇
- 关键词：花岗岩温度围压
- 实时高温下加载速率对花岗岩力学特性影响的试验研究被引量：24
- 2015年
- 为综合考虑温度、加载速率两个因素对花岗岩力学性质及破坏方式的影响,在实时高温（25~1 000℃）作用下利用MTS810电液伺服材料试验系统对岩样进行不同加载速率作用下的单轴压缩试验。研究结果表明：（1）各个温度点,岩样单轴压缩应力-应变曲线大致经历了压密、弹性、屈服、破坏4个阶段。岩样峰后曲线在加载速率为0.001~0.01 mm/s出现台阶型分段跌落状,在加载速率为0.01~0.1 mm/s呈现光滑、陡峭的连续曲线。（2）岩样峰值强度、弹性模量随温度的升高可分为4个阶段：25~200℃区间为缓慢上升段;200~600℃区间为快速下降段;600~800℃区间为缓慢上升段;800~1 000℃区间为平缓下降段。1 000℃时的峰值强度和弹性模量相对于25℃时分别降低了53.47%和64.34%。峰值应变与温度呈现三次多项式拟合关系。（3）岩样峰值强度、弹性模量与加载速率对数均呈现二次多项式增长关系,加载速率为0.1 mm/s时的峰值强度和弹性模量相对于0.001 mm/s时分别提高了38.82%和37.22%。岩样峰值应变与加载速率没有明显的对应关系。（4）单轴压缩状态下,随着温度的升高,花岗岩变形破坏形式由拉剪破裂向锥形破裂并伴随向碎性流动过渡,失稳型式由突发失稳向渐进破坏过渡。同一温度状态下,加载速率对岩样的破裂形式没有明显影响,但失稳型式发生了变化。
- 徐小丽高峰张志镇陈琳
- 关键词：花岗岩温度加载速率力学性质
- 高温下岩石损伤本构模型研究被引量：8
- 2017年
- 利用连续损伤理论和统计强度理论,根据岩石微元强度服从Weibull随机分布的特点,定义了弹性模量为岩石热损伤变量,推导了岩石的热损伤演化方程,引入岩石应力—应变曲线特征参量,同时考虑了岩石全过程应力—应变曲线的峰值条件和几何条件,建立了温度效应下岩石的损伤统计本构方程,并通过试验进行验证。试验结果表明:随着轴向应变的增加,岩石损伤经历演化、稳定扩展、损伤加速,直至破坏四个阶段;随着温度的增加,岩石的初始热损伤不断加剧,600℃是花岗岩热损伤的阀值点;损伤本构理论曲线与试验曲线较吻合,所建立的本构模型在岩石峰值前后的拟合明显高于传统方法,但也存在一定的偏差,可能由于在方程建立及参数的确定过程中,进行的假设和忽略对方程的精度产生了影响,本文的研究对建立高温三轴状态下的岩石损伤本构模型具有一定的参考价值。
- 徐银花徐小丽
- 关键词：岩石温度本构模型
