微波照射条件下热湿作用岩石强度劣化试验研究

发布时间：2020-07-27 23:08

【摘要】：随着我国综合实力的不断提高,岩土工程和采矿工程中岩石破碎技术的研究意义越发重要。目前关于微波参数对岩石的影响研究较多,而对于岩石的劣化与微波循环照射方式,岩石中水分,热湿循环的关系却研究不足。进行微波照射条件下热湿作用岩石强度劣化试验研究对推广微波作为辅助破岩技术具有十分重要的理论意义和现实价值。本文主要借助微波发生装置和万能试验机对花岗岩试件进行微波照射和常规静态力学试验,探讨在不同功率微波、循环次数、循环方式下花岗岩的强度劣化规律。同时辅以XRD、SEM和FLIR热成像仪,对岩样的组成成分进行分析,观察微波照射前后试样的内部裂纹形态和微波照射后试样的温度变化规律,主要研究内容和结论如下:(1)结合岩石中不同矿物成分在微波照射下的升温特性及岩石中水分如何发挥作用,分析微波作用下岩石内部产生破裂的原理及水分对岩石的作用机理。得出结论:岩石的矿物成分、微波参数和岩石中水分会影响花岗岩经微波作用后的强度。(2)采用900W低功率微波对花岗岩试样分别进行热湿循环或热循环处理,单次微波照射时间均为2min,然后对试样进行巴西劈裂抗拉力学性质试验。使用2kW、4kW和6kW功率微波对花岗岩试件进行热湿循环或热循环处理,单次微波照射时间均为2min,随后测量微波照射后无围压时花岗岩试样的抗压强度。得出结论:花岗岩强度在同一功率下随循环次数增大逐渐减小。在相同循环次数下花岗岩强度随着微波功率的增大而降低,在相同微波功率和循环次数下热湿循环对岩石强度的劣化效果更佳。(3)分别对经2kW、4kW和6kW功率微波4次热湿循环和热循环照射的花岗岩试件和对照组试件等进行XRD和SEM电镜试验,借助FIIR热成像仪对高功率微波作用的试样进行温度变化规律分析。得出结论:花岗岩矿物成分主要有石英、角闪石和黑云母。微波照射后花岗岩内部产生大量沿晶断裂型和穿晶断裂型微观裂纹。微波照射后试件的最高温度和平均温度与微波功率、循环次数和循环方式有关。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU45
【图文】：

西安科技大学硕士学位论文在 2kW 微波照射 2min 后，借助红外线温度枪测得三产地的花岗岩最高温度分别08.6℃、134.1℃、52.7℃河南永城芒砀山区花岗岩温度介于河北平山和陕西秦岭花岗间，该硬岩对微波的敏感性适中，故选取河南永城芒砀山区花岗岩制作试样用于该的研究。所用试样取自同一块质地均匀完整性好的新鲜大石块。

（c）自动切石机图 3.2 岩样加工设备表 3.1 试件尺寸及数量试件尺寸 试验方法 Φ50mm 25mm 巴西劈裂 Φ50mm 50mm 单抽抗压 Φ50mm 100mm 单抽抗压

表 3.1 试件尺寸及数量试件尺寸 试验方法 数量Φ50mm 25mm 巴西劈裂 43 个Φ50mm 50mm 单抽抗压 49 个Φ50mm 100mm 单抽抗压 17 个（a）Φ50mm 25mm 试件 （b）Φ50mm 50mm 试件

【参考文献】

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3 戴俊;孟振;吴丙权;;微波照射对岩石强度的影响研究[J];有色金属(选矿部分);2014年03期

4 张鹏;柴肇云;;干湿循环条件下砂岩强度劣化试验研究[J];金属矿山;2013年10期

5 苏芮;刘刚;;激光破岩机理及其影响因素分析[J];西部探矿工程;2013年09期

6 孔祥松;刘响钟;周纪军;夏宇;单鹏;;岩石工程爆破破碎的机理研究[J];矿业研究与开发;2013年04期

7 孙强;姜春露;朱术云;王杰;;饱水岩石水稳试验及力学特性研究[J];采矿与安全工程学报;2011年02期

8 尤明庆;陈向雷;苏承东;;干燥及饱水岩石圆盘和圆环的巴西劈裂强度[J];岩石力学与工程学报;2011年03期

9 刘柏禄;潘建忠;谢世勇;;岩石破碎方法的研究现状及展望[J];中国钨业;2011年01期

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4 杨凡;微波照射下岩石损伤机理的试验研究[D];西安科技大学;2015年

5 吴涛;微波照射引起岩石抗冲击性能变化的试验研究[D];西安科技大学;2015年

6 丁文磊;民用建筑围护结构热湿特性及优化设计研究[D];南京大学;2013年

7 李云峰;微波加热过程中材料的介电性及传热特性研究[D];昆明理工大学;2012年

本文编号：2772514