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微波照射下玄武岩强度弱化规律的研究

发布时间:2018-03-02 13:19

  本文选题:微波照射 切入点:有限元 出处:《西安科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:采矿业、土木工程、交通、军事等行业中都会遇到硬岩破碎的难题。传统的爆破法与机械冲击法环境负面影响大、可控性差且效率低。已应用于工业生产的水射流破岩方法对硬岩破碎效率较低。随着微波技术的发展和广泛应用,人们开发出微波辅助破岩的方法。研究表明微波辅助破岩可大大降低岩石的强度,且具有破岩效率高、环保且可控性好等优点。因此对微波辅助破岩方法进行研究,为该方法应用于工程实际提供依据是十分必要的。本文就微波功率、加热时间等因素对玄武岩强度弱化规律的影响进行了研究。(1)利用有限元软件模拟了单模微波腔体,分析腔体内电磁场和能量场的分布情况,找到微波腔体内最佳加热位置。(2)选取的玄武岩标准试样(50mm×50mm)进行不同功率不同时间的微波加热,进行变角板剪切试验。研究微波功率、加热时间对玄武岩的抗剪强度的弱化影响。(3)利用有限元软件模拟含有矿物杂质和孔隙的玄武岩内部温度和热应力分布,研究这两种情况下玄武岩内部温度和热应力的分布规律;模拟泥岩在微波腔体内加热温度及热应力分布情况,并与玄武岩的进行对比,研究不同岩石在微波腔体内加热时温度和热应力的变化情况;模拟玄武岩在高功率微波腔体内加热时的温度和热应力分布情况,分析高功率微波对岩石强度弱化的影响。(4)利用有限元软件模拟玄武岩在常温、高温情况下的单轴压缩试验,研究高温对玄武岩单轴抗压性能的影响。
[Abstract]:Mining, civil engineering, transportation, military and other industries will encounter the problem of hard rock fragmentation. Traditional blasting and mechanical impact methods have a great negative impact on the environment. Poor controllability and low efficiency. The water-jet rock breaking method, which has been applied in industrial production, has low efficiency in breaking hard rock. With the development and wide application of microwave technology, The method of microwave assisted rock breaking has been developed. The research shows that microwave assisted rock breaking can greatly reduce the strength of rock, and has the advantages of high rock breaking efficiency, environmental protection and good controllability. It is necessary to provide the basis for the application of this method in engineering practice. The effects of microwave power, heating time and other factors on the weakening law of basalt strength are studied in this paper. The single mode microwave cavity is simulated by finite element software. By analyzing the distribution of electromagnetic field and energy field in the cavity, we find out the optimum heating position in the microwave cavity.) the basalt standard sample (50mm 脳 50mm) is heated by microwave at different power and time, and the shear test of variable angle plate is carried out. The microwave power is studied. The influence of heating time on the weakening of the shear strength of basalt. (3) the distribution of temperature and thermal stress in basalt containing mineral impurity and pore is simulated by finite element software, and the distribution of temperature and thermal stress in basalt is studied under these two conditions. The distribution of heating temperature and thermal stress of mudstone in microwave cavity is simulated and compared with that of basalt to study the change of temperature and thermal stress of different rock during heating in microwave cavity. Simulating the temperature and thermal stress distribution of basalt heated in high power microwave cavity, analyzing the influence of high power microwave on the weakening of rock strength.) using finite element software to simulate uniaxial compression test of basalt at room temperature and high temperature. The effect of high temperature on uniaxial compressive properties of basalt is studied.
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU45

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本文编号:1556694

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