高温处理后红砂岩抗拉强度及其尺寸效应研究

发布时间：2017-08-12 23:28

  本文关键词：高温处理后红砂岩抗拉强度及其尺寸效应研究

  更多相关文章： 岩石力学 抗拉强度 高温 巴西劈裂试验 尺寸效应

【摘要】：随着核废料处置和地下煤气化等工程的发展,高温岩石力学问题成为目前岩石力学界关注的焦点之一。为研究温度和尺寸对岩石抗拉强度的影响规律,对20℃(室内常温)~800℃范围5种温度水平下,岩样厚径比为0.5~1.0范围的5种尺寸的红砂岩圆盘试样进行室内巴西劈裂抗拉强度试验。试验结果表明:圆盘的荷载位移曲线表现出显著的脆性特征,温度对曲线的发展趋势起主导作用,而岩样尺寸的影响相对较弱;红砂岩的抗拉强度随着温度的升高先逐渐增大后又急剧减小,在400℃时达到最大值;相同温度下红砂岩的抗拉强度与圆盘厚径比均呈现线性减小的关系,并提出相应的经验公式(σt=-Aλ+B)以描述其变化规律,其中,参数A反映了材料受尺寸影响的显著程度,随着温度的升高,参数A先减小后有所增大,400℃时尺寸效应最不明显,参数B为圆盘尺寸无限小(即理想平面状态时)材料的抗拉强度值,随着温度的升高,先缓慢增大后又逐渐减小,在400℃时达到最大值。
【作者单位】： 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;
【关键词】： 岩石力学 抗拉强度 高温 巴西劈裂试验 尺寸效应
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2013CB036003) 江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(CXZZ13_0935) 国家自然科学基金资助项目(51374198)
【分类号】：TU45
【正文快照】： 1引言尺度定律是物理学中最重要的规律之一,从人们的衣食住行到宇宙的演变发展,都离不开尺度。在岩石力学中,尺度定律通常表现为材料的力学性质随研究对象尺寸的变化而改变的行为,即所谓的尺寸效应。刘宝琛等[1]根据岩石抗压强度尺寸效应中几点共性的规律,提出了一种指数衰减

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 左建平;谢和平;刘瑜杰;胡本;卢菁芳;;不同温度热处理后砂岩三点弯曲的断裂特性[J];固体力学学报;2010年02期

2 ;Experimental study on the mechanical properties of rocks at high temperature[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2009年03期

3 ;Study on mechanical parameters of fractured rock masses[J];Science China(Technological Sciences);2011年S1期

4 朱腾华,杨圣奇,苏承东,张学民;大理岩抗拉强度的离散性及与厚度的关系[J];焦作工学院学报(自然科学版);2003年06期

5 席道瑛;花岗岩中矿物相变的物性特征[J];矿物学报;1994年03期

6 周张健,陈代璋;伊利石的物化性能及其高温演化[J];矿物岩石;1999年03期

7 刘宝琛,张家生,杜奇中,涂继飞;岩石抗压强度的尺寸效应[J];岩石力学与工程学报;1998年06期

8 尤明庆,邹友峰;关于岩石非均质性与强度尺寸效应的讨论[J];岩石力学与工程学报;2000年03期

9 喻勇;质疑岩石巴西圆盘拉伸强度试验[J];岩石力学与工程学报;2005年07期

10 吴忠,秦本东,谌论建,罗运军;煤层顶板砂岩高温状态下力学特征试验研究[J];岩石力学与工程学报;2005年11期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郭中华,朱珍德,花剑岚,张爱军,房震;灰岩强度特性的试验分析与数学模拟[J];地下空间;2001年04期

2 刘铁雄;彭振斌;韩金田;;灰岩岩性模拟试验研究[J];地下空间与工程学报;2005年06期

3 张志刚;乔春生;;改进的节理岩体强度参数经验确定方法及工程应用[J];北京交通大学学报;2006年04期

4 陈沅江;谢本贤;曹平;史秀志;;软岩流变的尺寸效应[J];北京科技大学学报;2008年05期

5 田春燕;张培萍;马丽艳;石学法;吕华华;于德利;;海洋粘土沉积物的组成及其增白试验[J];吉林大学学报(地球科学版);2006年01期

6 袁致涛;刘磊;严洋;韩跃新;;高压辊磨机粉碎贫赤铁矿产品粒度特性[J];东北大学学报(自然科学版);2011年06期

7 秦本东;何军;谌伦建;;石灰岩和砂岩高温力学特性的试验研究[J];地质力学学报;2009年03期

8 倪红梅;朱运华;;单轴压缩下岩石材料体积效应的数值模拟[J];辽宁工程技术大学学报;2006年01期

9 张连英;茅献彪;杨逾;冯梅梅;杜春志;;高温状态下石灰岩力学性能实验研究[J];辽宁工程技术大学学报;2006年S2期

10 杨小彬;丁元伟;秦跃平;宋宜猛;郑元锟;;煤岩非线性损伤试验及理论模型[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2009年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 傅华;文尚刚;;含能材料的Brazilian实验研究评述[A];第四届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2006年

2 喻勇;;测试混凝土类脆性材料抗拉强度的改进劈裂法[A];四川省力学学会2010年学术大会论文集[C];2010年

3 易发成;王哲;;粘土矿物在环境保护领域的应用现状和发展前景[A];全国非金属矿产地质学术研讨会论文集[C];2005年

4 颜志丰;琚宜文;侯泉林;唐书恒;;基于煤层压裂模拟的水饱和煤样单轴力学试验研究[A];2011年煤层气学术研讨会论文集[C];2011年

5 郭明伟;邓琴;李春光;王水林;;巴西圆盘试验问题与三维抗拉强度准则[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（一）[C];2008年

6 邓广哲;王军;王华牢;;裂隙岩钻爆法施工竖井动力响应模拟研究[A];第一届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会论文集（下册）[C];1999年

7 王可钧;;岩石力学与工程的几个研究热点[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年

8 陈学华;黄明利;;水平构造应力对发生冲击地压作用的数值分析[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年

9 尤明庆;苏承东;;大理岩试样的长度对三轴压缩试验的影响[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年

10 杜春志;刘卫群;茅献彪;;非协调数值方法及岩石材料脆断研究综述[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 陈绍杰;深部条带煤柱长期稳定性基础实验研究[D];山东科技大学;2009年

2 张松航;煤储层气体运移特征和CO_2-ECBM数值模拟研究[D];中国地质大学（北京）;2011年

3 郭佳奇;岩溶隧道防突厚度及突水机制研究[D];北京交通大学;2011年

4 石茜;稻草加筋滨海盐渍土的强度与变形特性[D];兰州大学;2011年

5 宫凤强;动静组合加载下岩石力学特性和动态强度准则的试验研究[D];中南大学;2010年

6 秦本东;煤层顶板石灰岩和砂岩高温膨胀特性及力学特性的试验研究[D];长安大学;2010年

7 喻长智;岩石爆破混沌模型与条形药包爆破应力波衰减规律的研究[D];中南大学;2001年

8 刘沐宇;基于范例推理的边坡稳定性智能评价方法研究[D];武汉理工大学;2002年

9 杨增夫;煤矿重大事故预测和控制的岩层动力信息基础的研究[D];山东科技大学;2003年

10 陈沅江;岩石流变的本构模型及其智能辨识研究[D];中南大学;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈锐;红土坝基水工特性劣化研究[D];昆明理工大学;2010年

2 缑勇;含孔道大理岩圆柱试样的力学性质研究[D];河南理工大学;2007年

3 陈向雷;干燥及饱水状态下岩石力学特性的试验研究[D];河南理工大学;2011年

4 李小双;高温后粗砂岩力学性质试验研究[D];河南理工大学;2008年

5 王晓飞;聚丙烯纤维混凝土轴拉和弯曲性能的试验研究[D];大连理工大学;2011年

6 陈瑜;水—岩作用下裂隙岩体力学性质及应力场—渗流场耦合作用分析[D];中南大学;2010年

7 邹洋;岩石动静组合加载巴西盘劈裂试验研究[D];中南大学;2011年

8 杜晶;不同长径比下岩石冲击动力学特性研究[D];中南大学;2011年

9 徐磊;水泥熟料的力学性能及粉碎机理研究[D];石家庄铁道大学;2011年

10 陆春辉;深部煤层稳定性与煤岩体力学性质的研究[D];安徽理工大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 窦庆峰,岳顺,代高飞;岩石直接拉伸试验与劈裂试验的对比研究[J];地下空间;2004年02期

2 张志镇;高峰;徐小丽;;花岗岩单轴压缩的声发射特征及热力耦合模型[J];地下空间与工程学报;2010年01期

3 蒋海昆,张流,周永胜;不同温度条件下花岗岩变形破坏及声发射时序特征[J];地震;2000年03期

4 王绳祖;高温高压岩石力学──历史、现状、展望[J];地球物理学进展;1995年04期

5 孙天泽;高围压条件下岩石力学性质的温度效应[J];地球物理学进展;1996年04期

6 金振民;我国高温高压实验研究进展和展望[J];地球物理学报;1997年S1期

7 左建平;谢和平;周宏伟;彭苏萍;;不同温度作用下砂岩热开裂的实验研究[J];地球物理学报;2007年04期

8 刘斌;不同温压下岩石弹性波速度、衰减及各向异性与组构的关系[J];地学前缘;2000年01期

9 马瑞，，卢民杰，杨晓东;不同温压条件下弹性波在岩石中传播速度的实验研究[J];地震地质;1996年03期

10 孙君秀,谢亦汉,张友南;华北太古宙长英质岩石的地震波速度及其在地壳中的位置[J];地震学报;2000年06期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 何满潮;钱七虎;;深部岩体力学研究进展[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 徐小丽;温度载荷作用下花岗岩力学性质演化及其微观机制研究[D];中国矿业大学;2008年

2 张连英;高温作用下泥岩的损伤演化及破裂机理研究[D];中国矿业大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 王广地;北山花岗岩温度效应试验研究及粘弹塑性分析[D];西安科技大学;2003年

2 武晋文;花岗岩热破裂实验研究[D];太原理工大学;2008年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 蒋晓东;曹建劲;叶进龙;李易安;;红砂岩风化机理的有机酸研究[J];中国非金属矿工业导刊;2010年04期

2 罗锡宜;曹建劲;;顺德、肇庆地区红砂岩文物的风化机理及其保护措施[J];中国非金属矿工业导刊;2011年06期

3 姚环;红砂岩强度的试验研究[J];福州大学学报(自然科学版);1994年05期

4 黄彦华;杨圣奇;;非共面双裂隙红砂岩宏细观力学行为颗粒流模拟[J];岩石力学与工程学报;2014年08期

5 赵明华;苏永华;刘晓明;;湘南红砂岩崩解机理研究[J];湖南大学学报(自然科学版);2006年01期

6 苏承东;付义胜;;红砂岩三轴压缩变形与强度特征的试验研究[J];岩石力学与工程学报;2014年S1期

7 张可能;周斌;彭环云;胡惠华;;湘西高速公路红砂岩工程特性及边坡稳定分析[J];南华大学学报(自然科学版);2009年03期

8 熊智彪,陈振富,周益强;衡阳地区红砂岩声波参数及其应用[J];中南工学院学报;1999年03期

9 单仁亮;宋立伟;李东阳;黄宝龙;刘念;赵文峰;;冻结红砂岩非线性蠕变模型的研究[J];岩土力学;2014年06期

10 唐葭;邓宗伟;;红砂岩顺层边坡工程地质特性研究[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2014年01期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 胡昕;洪宝宁;周宇泉;;从微细结构角度分析红砂岩的强度特性[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（上册）[C];2006年

2 谢强;;扫描电镜下红砂岩破裂过程的连续观察[A];首届全国青年岩石力学学术研讨会论文集[C];1991年

3 邱立诚;黄东;袁伟强;钟雪平;;河源恐龙脚印化石与惠州恐龙蛋化石[A];第九届中国古脊椎动物学学术年会论文集[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 陆华;冲击荷载下红砂岩流固耦合的动力响应及损伤效应研究[D];中国矿业大学（北京）;2013年

2 宋立伟;西北地区冻结岩石力学特性及爆破损伤评价模型试验研究[D];中国矿业大学（北京）;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 陈春华;降雨条件下赣南红砂岩边坡的稳定性分析[D];江西理工大学;2011年

2 储文静;湘西红砂岩的工程地质特征与工程边坡的稳定性分析[D];中南大学;2009年

3 张永明;泥质红砂岩边坡稳定性分析与防治技术研究[D];华南理工大学;2011年

4 张勇;南京红砂岩细观损伤演化特性及其本构模型试验研究[D];河海大学;2005年

5 甘芳芳;红砂岩风化土在多点冲击荷载下的作用效应[D];江西理工大学;2013年

本文编号：664249