本文關(guān)鍵詞：巖石單軸壓縮破壞過(guò)程的CT試驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《太原理工大學(xué)》 2013年

巖石單軸壓縮破壞過(guò)程的CT試驗(yàn)研究

王彥琪  

【摘要】：一直以來(lái),巖石的破壞過(guò)程,作為巖石力學(xué)研究的基本內(nèi)容,受到了巖石力學(xué)研究學(xué)者和工程技術(shù)人員的普遍關(guān)注,這也從根本上促進(jìn)了巖石力學(xué)學(xué)科的不斷發(fā)展。但是,無(wú)論是全應(yīng)力—應(yīng)變曲線對(duì)巖石破壞過(guò)程的描述,還是基于損傷理論的各種損傷變量,以及建立在格里菲斯(Griffith)能量平衡理論基礎(chǔ)上的斷裂力學(xué),對(duì)巖石破裂的細(xì)觀過(guò)程和基本機(jī)理,都沒(méi)有給出一種為大家所公認(rèn)的解釋。 本文正是為了探究巖石破裂過(guò)程中,其內(nèi)部微細(xì)觀破裂的發(fā)展和演化過(guò)程,而展開(kāi)的一系列試驗(yàn)性研究工作。主要是利用自主設(shè)計(jì)研制的微型單軸煤巖試驗(yàn)機(jī),配合我校顯微CT實(shí)驗(yàn)室的μCT225KVFCB型高精度顯微CT系統(tǒng),對(duì)煤巖試件在單軸壓縮載荷作用下的變形破壞過(guò)程進(jìn)行了實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè),并借助試驗(yàn)獲得大量顯微CT圖像,分析巖石變形破壞的細(xì)觀過(guò)程和內(nèi)部破裂演化的基本規(guī)律。 文章首先介紹了CT技術(shù)的基本原理和μCT225KVFCB型高精度顯微CT系統(tǒng),交代了自主設(shè)計(jì)研制的微型單軸煤巖試驗(yàn)機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu),以及與顯微CT系統(tǒng)的配合使用方法。 之后,作者又進(jìn)行了一系列煤、砂巖和水泥砂漿試件的單軸壓縮試驗(yàn),分析研究了不同巖土材料的破壞過(guò)程和破壞規(guī)律。并利用顯微CT系統(tǒng)對(duì)煤樣、水泥砂漿試件的單軸壓縮試驗(yàn)進(jìn)行了全程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),從細(xì)觀層次上分析研究了試驗(yàn)過(guò)程中煤樣、水泥砂漿試件的變形破壞過(guò)程和基本規(guī)律。 主要針對(duì)顯微CT系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煤巖單軸壓縮破壞過(guò)程中,因位移的誤差會(huì)引起掃描試樣的定位不準(zhǔn)確,影響試驗(yàn)結(jié)果的這一問(wèn)題,創(chuàng)造性地引入了計(jì)算機(jī)圖像檢索技術(shù),并且具體提出了針對(duì)CT圖像的圖像檢索計(jì)算方法。結(jié)果表明,基于Manhattan距離的CT圖像相似性檢索算法,能夠在煤巖試件單軸壓縮試驗(yàn)的眾多CT圖像中,檢索出煤巖試件同一層位在不同應(yīng)力狀態(tài)下的CT圖像,檢索的結(jié)果真實(shí)可靠。在此基礎(chǔ)上,作者還編制了基于Vasiual Basic6.0語(yǔ)言的計(jì)算機(jī)程序,實(shí)現(xiàn)了圖像檢索計(jì)算過(guò)程的自動(dòng)化。 這種圖像檢索的概念,為CT圖像的處理提供了新思路,也為借助CT圖像系統(tǒng)地分析研究煤巖試件單軸壓縮過(guò)程中的微裂紋分布狀況和演化規(guī)律,提供了可靠的技術(shù)支持。 利用課題組開(kāi)發(fā)的CT圖像處理程序,重構(gòu)建立了水泥砂漿試件單軸壓縮試驗(yàn)過(guò)程中的剖面CT圖像。對(duì)這些剖面CT圖像,進(jìn)行了有針對(duì)性的分析,更加清晰地反映了試件在單軸壓縮破壞過(guò)程中的細(xì)微觀變化規(guī)律。 提出了基于CT圖像的破裂度概念,即CT圖像中孔隙像素點(diǎn)所占的百分比。從基于CT圖像的破裂度概念出發(fā),統(tǒng)計(jì)分析了水泥砂漿試件在單軸壓縮過(guò)程中的破裂度變化規(guī)律。分析發(fā)現(xiàn),水泥砂漿試件單軸壓縮破壞過(guò)程中的內(nèi)部破裂結(jié)構(gòu),大量產(chǎn)生于試驗(yàn)過(guò)程中的屈服變形階段,宏觀破裂在進(jìn)入殘余變形階段之前已經(jīng)基本形成。 經(jīng)過(guò)對(duì)大量CT圖像的分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)背景CT閾值μ在0.025～0.035范圍時(shí),便能夠很好地分辨出水泥砂漿試件CT圖像中的破裂孔隙單元和實(shí)體單元。通過(guò)選定的CT閾值,對(duì)試驗(yàn)中的CT圖像進(jìn)行了二值化處理,并借助二值化的CT圖像,探討了水泥砂漿試件在單軸壓縮破壞過(guò)程中的一些基本規(guī)律。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TD315
【目錄】：

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【引證文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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2 張全勝;凍融條件下巖石細(xì)觀損傷力學(xué)特性研究初探[D];西安科技大學(xué);2003年

3 朱偉;徐州礦區(qū)深部地應(yīng)力測(cè)量及分布規(guī)律研究[D];山東科技大學(xué);2007年

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 施洪良;李世珺;姜洪波;;單軸壓縮下含預(yù)制孔花崗巖試樣破裂過(guò)程數(shù)值模擬[J];化工礦物與加工;2014年01期

2 孫秀麗;;圓柱體花崗巖單軸壓縮實(shí)驗(yàn)的數(shù)值模擬[J];遼寧科技學(xué)院學(xué)報(bào);2009年01期

3 蔣國(guó)平;劉武;;聚丙烯纖維混凝土單軸壓縮性能研究[J];混凝土;2012年06期

4 余華,徐思鵬;巖塊受單軸壓縮的破壞變形特征分析[J];江蘇煤炭;2000年04期

5 王恩元;趙恩來(lái);;巖土單軸壓縮過(guò)程的電磁輻射特性實(shí)驗(yàn)研究[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年01期

6 苗金麗;宮偉力;李德建;;基于信息融合技術(shù)的巖石單軸壓縮破壞特征[J];礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā);2008年03期

7 鄧琦;余賢斌;羅鵬輝;;砂巖在單軸壓縮條件下的聲發(fā)射特性研究[J];礦冶工程;2010年03期

8 孫重旭,黃同華;煤巖試樣聲發(fā)射活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)室研究——單軸壓縮過(guò)程中聲發(fā)射的測(cè)試與分析[J];煤礦安全;1993年02期

9 鄭文翔;趙延林;王敏;;單軸壓縮條件下預(yù)制裂隙類(lèi)巖石材料實(shí)驗(yàn)研究[J];湖南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年04期

10 杜金寶;趙光明;程祥;孟祥瑞;;單軸壓縮條件下巖樣應(yīng)變局部化剪切帶的數(shù)值模擬研究[J];安全與環(huán)境工程;2013年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳耕野;李造鼎;;單軸壓縮下模擬弱面巖石的聲波衰減[A];1990巖土混凝土聲測(cè)技術(shù)新進(jìn)展學(xué)術(shù)與信息交流會(huì)專(zhuān)題報(bào)告及論文摘要匯編[C];1990年

2 徐松林;吳文;白世偉;吳玉山;;單軸壓縮巖石(大理巖)結(jié)構(gòu)效應(yīng)的試驗(yàn)研究[A];新世紀(jì)巖石力學(xué)與工程的開(kāi)拓和發(fā)展——中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)第六次學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2000年

3 趙揚(yáng)鋒;潘一山;劉玉春;;花崗巖單軸壓縮下電荷感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究[A];巖石力學(xué)與工程的創(chuàng)新和實(shí)踐：第十一次全國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

4 席道瑛;余躍國(guó);;砂巖單軸壓縮下的非線性共振模型[A];1992年中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第八屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1992年

5 熊冰;胡定;;河砂石灰三合土單軸壓縮全應(yīng)力應(yīng)變曲線的試驗(yàn)與分析[A];巖土力學(xué)的理論與實(shí)踐——第三屆全國(guó)青年巖土力學(xué)與工程會(huì)議論文集[C];1998年

6 張后全;徐建峰;賀永年;韓立軍;蔣斌松;邵鵬;;灰?guī)r單軸壓縮實(shí)驗(yàn)室尺度效應(yīng)研究[A];2012年海峽兩岸破壞科學(xué)/材料試驗(yàn)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

7 張后全;徐建峰;賀永年;韓立軍;蔣斌松;邵鵬;;單軸壓縮下灰?guī)r實(shí)驗(yàn)室尺度效應(yīng)研究[A];第十二次全國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

8 陳達(dá)力;;單軸壓縮下砂巖的頻譜與聲發(fā)射特性[A];1990巖土混凝土聲測(cè)技術(shù)新進(jìn)展學(xué)術(shù)與信息交流會(huì)專(zhuān)題報(bào)告及論文摘要匯編[C];1990年

9 黃志鵬;郭映忠;朱可善;;單軸壓縮下巖石聲發(fā)射與損傷變量關(guān)系試驗(yàn)研究[A];第六屆全國(guó)巖石動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議文集[C];1998年

10 潘鵬志;馮夏庭;周輝;;脆塑性巖石單軸壓縮破壞過(guò)程的彈塑性細(xì)胞自動(dòng)機(jī)模型[A];可持續(xù)發(fā)展的中國(guó)交通——2005全國(guó)博士生學(xué)術(shù)論壇（交通運(yùn)輸工程學(xué)科）論文集（下冊(cè)）[C];2005年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 張麗敏;冰單軸壓縮強(qiáng)度與影響因素試驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2012年

2 李地元;高應(yīng)力硬巖胞性板裂破壞和應(yīng)變型巖爆機(jī)理研究[D];中南大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周慶;淡水冰單軸壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2013年

2 蒲成志;單軸壓縮下類(lèi)巖體裂隙材料斷裂破壞機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究[D];中南大學(xué);2010年

3 馮亞飛;單軸壓縮下裂紋擴(kuò)展相似模型試驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2012年

4 張宇;單軸壓縮條件下煤礦巖石破壞過(guò)程的聲發(fā)射特征研究[D];安徽理工大學(xué);2015年

5 王彥琪;巖石單軸壓縮破壞過(guò)程的CT試驗(yàn)研究[D];太原理工大學(xué);2013年

6 皮智鵬;巖柱單軸壓縮下的穩(wěn)定性[D];南華大學(xué);2013年

7 余斐;單軸壓縮條件下巖石的聲發(fā)射試驗(yàn)研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年

8 張博;大姚銅礦砂巖力學(xué)和聲發(fā)射特性及破壞規(guī)律分形研究[D];昆明理工大學(xué);2013年

9 張順金;透明巖體相似材料研制與實(shí)驗(yàn)應(yīng)用研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

10 方榮;溫度周期變化作用下大理巖宏細(xì)觀力學(xué)變形試驗(yàn)研究[D];河海大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：巖石單軸壓縮破壞過(guò)程的CT試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：205206