腐蝕砂巖蠕變試驗及微觀結構研究
發(fā)布時間：2021-11-18 13:04
巖體賦存環(huán)境中的水化學因素不斷通過物理、化學與力學方式進行著水巖相互作用。天然地質作用生成的巖石存在諸多自身缺陷,在水巖作用下巖石表面特征發(fā)生變化,巖石內部缺陷發(fā)育,微結構產生改變,逐步影響著巖石力學性能。本文基于巖石蠕變理論與電化學阻抗譜理論,設計實施巖石腐蝕試驗、腐蝕砂巖蠕變試驗,利用電化學測試手段對不同水化學環(huán)境下腐蝕砂巖微觀結構進行表述。研究了腐蝕砂巖微觀結構變化特征、瞬時強度特征、蠕變特性并對長期強度進行推斷。試驗結果表明:（1）隨著腐蝕時間、水化學溶液酸堿度升高等效電路參數(shù)溶液電阻sR逐漸降低,雙電層電容CPE-T增大,說明電化學阻抗譜可以反應巖石微觀結構變化;（2）分析腐蝕砂巖單軸壓縮試驗與單軸蠕變試驗結果顯示,砂巖試樣單軸抗壓強度、長期強度在水化作用下降低,彈性模量減小、蠕變變形表現(xiàn)為腐蝕軟化;（3）通過電化學手段測試腐蝕砂巖蠕變過程中巖樣應變變化趨勢發(fā)現(xiàn):腐蝕砂巖蠕變變形主要發(fā)生于各級應力加載初期,溶液電阻、雙電層電容與試樣蠕變變形具有相關性,可為電化學阻抗譜特征表征腐蝕砂巖蠕變應變提供參考。本文結論對于水-巖相互作用對巖石物理力學性能的影響及巖...
【文章來源】：中原工學院河南省
【文章頁數(shù)】：80 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
研究技對巖石力學技術路線圖
2 巖石蠕變與電化學測試方法和裝置基本理論賦存地質環(huán)境的復雜性，使得對巖石蠕變特性研究呈現(xiàn)多樣變規(guī)律過程中從巖石自身特點出發(fā)，研究巖石在外力作用下學變化過程和巖石材料微觀結構與宏觀力學之間的關系對巖重要的意義。結構一種多晶復合介質，其內部空間劃分為三種類型：晶粒內部[41]。這三類空間區(qū)域的力學性質以及對巖石力學性能影響，互影響。因此，在研究不同巖石變形與強度時，必須考慮這耦合影響。
由于位錯的存在，使得晶體周圍原子產生錯排，因此導形狀態(tài)，宏觀表現(xiàn)為局部應變。位錯產生原子位移，激發(fā)原子周圍應力場，使其與位錯的彈，原子將吸附于位錯線附近，系統(tǒng)應變能降低，原子與位錯定的“釘扎”狀態(tài)，使得晶體材料被強化，因此晶粒缺陷與位強度有一定的優(yōu)化作用。巖石亞微觀理論：主要表現(xiàn)為巖石晶體間界面（晶界）特征。近晶體率先發(fā)生局部彎曲，形成亞晶粒，彎曲應力松弛，于產生晶界蠕變，這種亞微觀結構變化將逐漸影響材料蠕變變程度上既能影響材料晶粒內部微觀力學狀態(tài)又可以在一定外形。巖石宏觀理論：由于地質構造、成巖過程中應力的長期作用，這部分缺陷將引起材料局部應力集中，產生延晶粒間界面發(fā)進而導致材料整體產生變形，強度降低。此理論即為巖石力
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于超聲檢測的軟巖單軸流變損傷試驗[J]. 吳春,郭棋武,洪濤,陳沅江. 煤田地質與勘探. 2017(05)
[2]水-巖化學作用下灰砂巖的力學特性與參數(shù)損傷效應[J]. 王艷磊,唐建新,江君,代張音,舒國鈞. 煤炭學報. 2017(01)
[3]酸雨環(huán)境下砂巖的物理化學性質變化規(guī)律分析[J]. 霍潤科,李靜,辛宏偉,王博. 西安建筑科技大學學報(自然科學版). 2016(02)
[4]化學腐蝕下花崗巖三軸壓縮力學特性試驗[J]. 王偉,劉桃根,李雪浩,王如賓,徐衛(wèi)亞. 中南大學學報(自然科學版). 2015(10)
[5]化學腐蝕作用下巖石的動態(tài)性能及本構模型研究[J]. 劉永勝,劉旺,董新玉. 長江科學院院報. 2015(05)
[6]砂巖單軸壓縮變形規(guī)律及聲發(fā)射特性[J]. 鄧飛,羅福友,羅福龍,胡龍飛,伍躍勝,夏弋江. 有色金屬科學與工程. 2014(01)
[7]Ni-CeO2納米鍍層在酸性NaCl溶液中的腐蝕行為及電化學阻抗譜特征[J]. 周小衛(wèi),沈以赴. 金屬學報. 2013(09)
[8]土的顆粒組成對電阻率的影響試驗研究[J]. 查甫生,劉松玉,杜延軍,崔可銳. 工業(yè)建筑. 2013(03)
[9]酸性條件下砂巖剪切破壞特性試驗研究[J]. 許江,吳慧,程立朝,劉婧,周文杰. 巖石力學與工程學報. 2012(S2)
[10]等效電路擬合鋼筋銹蝕行為的電化學阻抗譜研究[J]. 施錦杰,孫偉. 腐蝕科學與防護技術. 2011(05)
博士論文
[1]多場環(huán)境作用巖石蠕變特性試驗及力學模型研究[D]. 江宗斌.大連海事大學 2016
[2]酸性環(huán)境干濕交替作用下泥質砂巖宏細觀損傷特性研究[D]. 張梁.重慶大學 2014
碩士論文
[1]紅層巖石蠕變特性及其非線性本構模型研究[D]. 徐達.西南交通大學 2016
[2]巖石材料的蠕變實驗及本構模型研究[D]. 王曉波.重慶大學 2016
[3]化學腐蝕作用下巖石的動態(tài)力學效應研究[D]. 楊猛猛.華東交通大學 2014
本文編號：3502951
【文章來源】：中原工學院河南省
【文章頁數(shù)】：80 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
研究技對巖石力學技術路線圖
2 巖石蠕變與電化學測試方法和裝置基本理論賦存地質環(huán)境的復雜性，使得對巖石蠕變特性研究呈現(xiàn)多樣變規(guī)律過程中從巖石自身特點出發(fā)，研究巖石在外力作用下學變化過程和巖石材料微觀結構與宏觀力學之間的關系對巖重要的意義。結構一種多晶復合介質，其內部空間劃分為三種類型：晶粒內部[41]。這三類空間區(qū)域的力學性質以及對巖石力學性能影響，互影響。因此，在研究不同巖石變形與強度時，必須考慮這耦合影響。
由于位錯的存在，使得晶體周圍原子產生錯排，因此導形狀態(tài)，宏觀表現(xiàn)為局部應變。位錯產生原子位移，激發(fā)原子周圍應力場，使其與位錯的彈，原子將吸附于位錯線附近，系統(tǒng)應變能降低，原子與位錯定的“釘扎”狀態(tài)，使得晶體材料被強化，因此晶粒缺陷與位強度有一定的優(yōu)化作用。巖石亞微觀理論：主要表現(xiàn)為巖石晶體間界面（晶界）特征。近晶體率先發(fā)生局部彎曲，形成亞晶粒，彎曲應力松弛，于產生晶界蠕變，這種亞微觀結構變化將逐漸影響材料蠕變變程度上既能影響材料晶粒內部微觀力學狀態(tài)又可以在一定外形。巖石宏觀理論：由于地質構造、成巖過程中應力的長期作用，這部分缺陷將引起材料局部應力集中，產生延晶粒間界面發(fā)進而導致材料整體產生變形，強度降低。此理論即為巖石力
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于超聲檢測的軟巖單軸流變損傷試驗[J]. 吳春,郭棋武,洪濤,陳沅江. 煤田地質與勘探. 2017(05)
[2]水-巖化學作用下灰砂巖的力學特性與參數(shù)損傷效應[J]. 王艷磊,唐建新,江君,代張音,舒國鈞. 煤炭學報. 2017(01)
[3]酸雨環(huán)境下砂巖的物理化學性質變化規(guī)律分析[J]. 霍潤科,李靜,辛宏偉,王博. 西安建筑科技大學學報(自然科學版). 2016(02)
[4]化學腐蝕下花崗巖三軸壓縮力學特性試驗[J]. 王偉,劉桃根,李雪浩,王如賓,徐衛(wèi)亞. 中南大學學報(自然科學版). 2015(10)
[5]化學腐蝕作用下巖石的動態(tài)性能及本構模型研究[J]. 劉永勝,劉旺,董新玉. 長江科學院院報. 2015(05)
[6]砂巖單軸壓縮變形規(guī)律及聲發(fā)射特性[J]. 鄧飛,羅福友,羅福龍,胡龍飛,伍躍勝,夏弋江. 有色金屬科學與工程. 2014(01)
[7]Ni-CeO2納米鍍層在酸性NaCl溶液中的腐蝕行為及電化學阻抗譜特征[J]. 周小衛(wèi),沈以赴. 金屬學報. 2013(09)
[8]土的顆粒組成對電阻率的影響試驗研究[J]. 查甫生,劉松玉,杜延軍,崔可銳. 工業(yè)建筑. 2013(03)
[9]酸性條件下砂巖剪切破壞特性試驗研究[J]. 許江,吳慧,程立朝,劉婧,周文杰. 巖石力學與工程學報. 2012(S2)
[10]等效電路擬合鋼筋銹蝕行為的電化學阻抗譜研究[J]. 施錦杰,孫偉. 腐蝕科學與防護技術. 2011(05)
博士論文
[1]多場環(huán)境作用巖石蠕變特性試驗及力學模型研究[D]. 江宗斌.大連海事大學 2016
[2]酸性環(huán)境干濕交替作用下泥質砂巖宏細觀損傷特性研究[D]. 張梁.重慶大學 2014
碩士論文
[1]紅層巖石蠕變特性及其非線性本構模型研究[D]. 徐達.西南交通大學 2016
[2]巖石材料的蠕變實驗及本構模型研究[D]. 王曉波.重慶大學 2016
[3]化學腐蝕作用下巖石的動態(tài)力學效應研究[D]. 楊猛猛.華東交通大學 2014
本文編號：3502951
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