斷裂能是描述脆性材料斷裂行為的一個重要參量。巖石在細觀尺度上由相互膠結(jié)的礦物顆粒組成。這種細觀結(jié)構(gòu)對巖石宏觀斷裂能具有非常重要的影響。巖石細觀結(jié)構(gòu)對宏觀斷裂能的影響來自兩方面,一是細觀結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能,二是細觀結(jié)構(gòu)的幾何特征。為了揭示巖石宏觀斷裂能的細觀機理,本文通過試驗對巖石細觀結(jié)構(gòu)的幾何特征與宏觀斷裂能之間相關(guān)性進行研究。首先通過三點彎曲試驗測定大理巖的斷裂能,在試驗后的三點彎曲試件斷口處取巖石切片,進行電鏡(SEM)掃描得到巖石真實的細觀結(jié)構(gòu)圖像。然后利用圖像處理技術(shù)對SEM圖像進行處理以獲取巖石細觀顆粒的界面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和細觀顆粒的粒度分布等細觀結(jié)構(gòu)信息。通過分形幾何理論來描述和研究這種細觀結(jié)構(gòu)幾何特征。通過分析發(fā)現(xiàn)細觀顆粒界面網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)與細觀顆粒粒度的分布均具有較強的分形特征。將二者的分形維數(shù)與試件的宏觀斷裂能對比,發(fā)現(xiàn)它們之間具有很強的相關(guān)性。界面網(wǎng)絡(luò)分形維數(shù)與宏觀斷裂能之間具有很強的二次相關(guān)性;而細觀顆粒粒度分布維數(shù)與宏觀斷裂能之間存在著較強的線性關(guān)系。宏觀斷裂能在一定程度上隨著兩種分形維數(shù)的增大而增大,通過分形維數(shù)可以定量地描述巖石細觀結(jié)構(gòu)特征對巖石宏觀斷裂能的影響。該研究結(jié)果揭示了宏觀斷裂能與巖石細觀結(jié)構(gòu)幾何特征的相關(guān)性,加深了對宏觀斷裂能細觀機理的理解。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TU45
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題提出的背景和意義
    1.2 圖像處理技術(shù)與巖石細觀力學(xué)研究現(xiàn)狀
    1.3 分形幾何在巖土工程的應(yīng)用
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 大理巖三點彎曲梁試驗
    2.1 引言
    2.2 斷裂能測定原理
    2.3 試樣備制和試驗過程
    2.4 數(shù)據(jù)去噪
    2.5 最小二乘法數(shù)據(jù)擬合
    2.6 實驗結(jié)果與分析
    2.7 本章小結(jié)
第三章 巖石電鏡掃描試驗與圖像處理
    3.1 引言
    3.2 試樣制取與掃描
    3.3 數(shù)字圖像處理技術(shù)
    3.4 大理巖SEM圖像處理過程
    3.5 本章小結(jié)
第四章 細觀顆粒界面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)幾何特征與宏觀斷裂能相關(guān)性
    4.1 引言
    4.2 分形理論簡介
    4.3 分形維數(shù)的概念
    4.4 大理巖晶界網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的分形特征
    4.5 晶界盒維數(shù)與斷裂能的關(guān)系
    4.6 本章小結(jié)
第五章 細觀顆粒粒度分布特征與宏觀斷裂能相關(guān)性
    5.1 引言
    5.2 破碎巖石塊度分布分形特征
    5.3 巖石細觀顆粒分布特征
    5.4 巖石細觀顆粒粒度分布特征與斷裂能相關(guān)性
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論和展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間科研成果

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 馬锠臣;;硬化水泥漿孔隙對斷裂韌性及斷裂能影響模型[J];黑龍江科技信息;2007年10期

2 馮乃謙;加氣混凝土斷裂能的測定及其分形幾何的分析[J];工程力學(xué);1993年02期

3 嚴(yán)安,吳科如,張東,姚武;用激光三角法重構(gòu)混凝土斷裂面三維輪廓與斷裂能分析[J];實驗力學(xué);2001年02期

4 吳熙;付騰飛;吳智敏;;自密實輕骨料混凝土的雙K斷裂參數(shù)和斷裂能試驗研究[J];工程力學(xué);2010年S2期

5 楊松森;徐菁;趙鐵軍;;混凝土斷裂能測試方法研究[J];實驗力學(xué);2009年04期

6 金孝杰,陳有亮;高強混凝土的斷裂性能與破壞特征[J];上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1997年02期

7 ;[J];;年期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 姚哨峰;大理巖斷裂能與細觀結(jié)構(gòu)幾何特征相關(guān)性研究[D];上海交通大學(xué);2015年

2 孫志偉;表面能對水泥基材料斷裂能及強度的影響[D];青島理工大學(xué);2008年

3 王夢茜;用原子力顯微鏡研究速度對瀝青斷裂能的影響[D];中國石油大學(xué)（華東）;2013年

4 呂鵬;用原子力顯微鏡研究樣品厚度對瀝青斷裂能的影響[D];中國石油大學(xué)（華東）;2013年

本文編號：2885052