隨著社會經濟的不斷發(fā)展,人類工程活動逐步向深部地下拓展,在地溫梯度的作用下,各類巖石工程所面臨的溫度越來越高,有些巖石工程還將面臨頻繁的冷熱循環(huán)作用�？紤]到巖石材料的地質成因或某些工程的特殊需求,其內部不可避免的存在節(jié)理、裂隙等缺陷。冷熱循環(huán)后含缺陷巖石的物理力學性質將與自然狀態(tài)下完整巖石存在很大的差異,其損傷演化特征將直接影響整個巖石工程的穩(wěn)定性�；谶@一背景,本文綜合采用實驗室實驗、理論分析以及數值模擬的手段,對冷熱循環(huán)后變角度裂隙花崗巖的損傷力學行為進行了研究。主要取得以下研究成果:（1）借助MXQ1700箱式氣氛爐、高精度電子秤、電子游標卡尺、圓柱形真空飽和容器、HC-U81超聲波監(jiān)測儀、Hot Disk熱常數分析儀,得到了冷熱循環(huán)次數對花崗巖直徑、高度、體積、飽水質量、干質量、密度、孔隙度、縱波速度、導熱系數以及熱擴散系數等物理參數的影響規(guī)律;借助MTS816電液伺服巖石力學實驗系統(tǒng),得到了冷熱循環(huán)次數及預制裂隙傾角對花崗巖全應力應變曲線、單軸抗壓強度、起裂應力、損傷應力、彈性模量、變形模量以及峰值應變的影響規(guī)律。（2）利用X射線衍射儀及掃描電子顯微鏡（SEM）,得到了冷熱循... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：115 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術路線圖

2冷熱循環(huán)后變角度裂隙花崗巖的物理力學特征13裂隙的方法主要有三點彎法、水刀切割法、線切割法等�？紤]到預制裂隙的位置及尺寸等因素，本文采用線切割法來加工裂隙，其流程如下：首先通過電動鉆機在試樣側表面的中心處鉆一個直徑為2mm的圓孔，其軸線方向與巖樣的軸線方向相垂直，然后通過金剛砂線鋸，沿設定的角度左右對稱的加工出寬度為1mm、總長為20mm的貫穿裂隙，其中裂隙傾角規(guī)定為裂隙面的法線方向與試樣軸線方向的夾角。本次實驗共設置5個不同的角度，分別為0°、30°、45°、60°、90°，圖2-1為完整及含預制裂隙的花崗巖試樣圖（共60塊）。圖2-1完整及含預制裂隙花崗巖Figure2-1Completeandfracturedgranite2.1.2實驗設備簡介為了達到本章實驗研究的目的，需要借助大量的實驗設備，下面給出的是一些主要實驗設備的簡要介紹（其實物圖隨后在相應的位置給出）。（1）MXQ1700箱式氣氛爐：該設備被用來加熱花崗巖試樣，其額定功率為7KW、額定電壓為220V、最高加熱溫度達1600℃、工作尺寸為12L，在加熱過程中該設備通過模糊PID控制和自整定調節(jié)功能進行溫度控制，溫控精度能達到±1℃。（2）圓柱形真空飽和容器：該設備是用來給試樣抽真空的，其尺寸為Φ200mm×400mm，內部所能達到的最低壓力為-1MPa。（3）HC-U81超聲波監(jiān)測儀：該設備被用來測量裂隙花崗巖的縱波速度，其觸發(fā)方式為自動觸發(fā)、采樣周期為0.1μs~2.0μs、信號接收靈敏度≤10μV，聲時測讀精度為0.1μs，能夠滿足本次實驗的測試精度要求。（4）HotDisk熱常數分析儀：該設備是基于瞬變平面熱源法來測量試樣的導熱系數（ThermalConductivity）及熱擴散系數（ThermalDiffusivity）的，其主要組成部分包括一個獨特的自加熱探頭和一個特別的電子數據采集系統(tǒng)。采用該設備

?吮Ｖな匝?諭馕露染?已達到設定的最高溫度且分布均勻，將加熱到最高溫度后的試樣在加熱箱內恒溫2h，恒溫結束后將試樣取出并迅速放入容積為50L的冷水中，在冷卻過程中不斷的攪拌冷水，同時通過熱電偶每隔2分鐘測量一次試樣表面的溫度，為了保證試樣內部也完全冷卻至室溫，當其表面溫度趨于穩(wěn)定后，仍使其置于冷水中浸泡1h，然后將試樣取出并擦干其表面的水分，以備后續(xù)實驗使用。本次實驗將循環(huán)次數分別設置為0次（即初始狀態(tài)）、1次、5次、10次、20次，下圖給出的分別是冷熱循環(huán)方案圖、高溫加熱圖以及水冷卻處理圖。圖2-2冷熱循環(huán)方案Figure2-2Experimentalschemeofthermocycling

【參考文獻】：
期刊論文
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