腐蚀砂岩蠕变试验及微观结构研究

发布时间：2021-11-18 13:04

　　岩体赋存环境中的水化学因素不断通过物理、化学与力学方式进行着水岩相互作用。天然地质作用生成的岩石存在诸多自身缺陷,在水岩作用下岩石表面特征发生变化,岩石内部缺陷发育,微结构产生改变,逐步影响着岩石力学性能。本文基于岩石蠕变理论与电化学阻抗谱理论,设计实施岩石腐蚀试验、腐蚀砂岩蠕变试验,利用电化学测试手段对不同水化学环境下腐蚀砂岩微观结构进行表述。研究了腐蚀砂岩微观结构变化特征、瞬时强度特征、蠕变特性并对长期强度进行推断。试验结果表明:（1）随着腐蚀时间、水化学溶液酸碱度升高等效电路参数溶液电阻_sR逐渐降低,双电层电容CPE-T增大,说明电化学阻抗谱可以反应岩石微观结构变化;（2）分析腐蚀砂岩单轴压缩试验与单轴蠕变试验结果显示,砂岩试样单轴抗压强度、长期强度在水化作用下降低,弹性模量减小、蠕变变形表现为腐蚀软化;（3）通过电化学手段测试腐蚀砂岩蠕变过程中岩样应变变化趋势发现:腐蚀砂岩蠕变变形主要发生于各级应力加载初期,溶液电阻、双电层电容与试样蠕变变形具有相关性,可为电化学阻抗谱特征表征腐蚀砂岩蠕变应变提供参考。本文结论对于水-岩相互作用对岩石物理力学性能的影响及岩... 

【文章来源】：中原工学院河南省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

研究技对岩石力学技术路线图

2 岩石蠕变与电化学测试方法和装置基本理论赋存地质环境的复杂性，使得对岩石蠕变特性研究呈现多样变规律过程中从岩石自身特点出发，研究岩石在外力作用下学变化过程和岩石材料微观结构与宏观力学之间的关系对岩重要的意义。结构一种多晶复合介质，其内部空间划分为三种类型：晶粒内部[41]。这三类空间区域的力学性质以及对岩石力学性能影响，互影响。因此，在研究不同岩石变形与强度时，必须考虑这耦合影响。

由于位错的存在，使得晶体周围原子产生错排，因此导形状态，宏观表现为局部应变。位错产生原子位移，激发原子周围应力场，使其与位错的弹，原子将吸附于位错线附近，系统应变能降低，原子与位错定的“钉扎”状态，使得晶体材料被强化，因此晶粒缺陷与位强度有一定的优化作用。岩石亚微观理论：主要表现为岩石晶体间界面（晶界）特征。近晶体率先发生局部弯曲，形成亚晶粒，弯曲应力松弛，于产生晶界蠕变，这种亚微观结构变化将逐渐影响材料蠕变变程度上既能影响材料晶粒内部微观力学状态又可以在一定外形。岩石宏观理论：由于地质构造、成岩过程中应力的长期作用，这部分缺陷将引起材料局部应力集中，产生延晶粒间界面发进而导致材料整体产生变形，强度降低。此理论即为岩石力

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于超声检测的软岩单轴流变损伤试验[J]. 吴春,郭棋武,洪涛,陈沅江.  煤田地质与勘探. 2017(05)
[2]水-岩化学作用下灰砂岩的力学特性与参数损伤效应[J]. 王艳磊,唐建新,江君,代张音,舒国钧.  煤炭学报. 2017(01)
[3]酸雨环境下砂岩的物理化学性质变化规律分析[J]. 霍润科,李静,辛宏伟,王博.  西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2016(02)
[4]化学腐蚀下花岗岩三轴压缩力学特性试验[J]. 王伟,刘桃根,李雪浩,王如宾,徐卫亚.  中南大学学报(自然科学版). 2015(10)
[5]化学腐蚀作用下岩石的动态性能及本构模型研究[J]. 刘永胜,刘旺,董新玉.  长江科学院院报. 2015(05)
[6]砂岩单轴压缩变形规律及声发射特性[J]. 邓飞,罗福友,罗福龙,胡龙飞,伍跃胜,夏弋江.  有色金属科学与工程. 2014(01)
[7]Ni-CeO2纳米镀层在酸性NaCl溶液中的腐蚀行为及电化学阻抗谱特征[J]. 周小卫,沈以赴.  金属学报. 2013(09)
[8]土的颗粒组成对电阻率的影响试验研究[J]. 查甫生,刘松玉,杜延军,崔可锐.  工业建筑. 2013(03)
[9]酸性条件下砂岩剪切破坏特性试验研究[J]. 许江,吴慧,程立朝,刘婧,周文杰.  岩石力学与工程学报. 2012(S2)
[10]等效电路拟合钢筋锈蚀行为的电化学阻抗谱研究[J]. 施锦杰,孙伟.  腐蚀科学与防护技术. 2011(05)

博士论文
[1]多场环境作用岩石蠕变特性试验及力学模型研究[D]. 江宗斌.大连海事大学 2016
[2]酸性环境干湿交替作用下泥质砂岩宏细观损伤特性研究[D]. 张梁.重庆大学 2014

硕士论文
[1]红层岩石蠕变特性及其非线性本构模型研究[D]. 徐达.西南交通大学 2016
[2]岩石材料的蠕变实验及本构模型研究[D]. 王晓波.重庆大学 2016
[3]化学腐蚀作用下岩石的动态力学效应研究[D]. 杨猛猛.华东交通大学 2014



本文编号：3502951