不同微波传递深度下的玄武岩劣化规律试验研究

发布时间：2021-05-10 12:50

　　微波照射能够造成岩石损伤,导致岩石热破裂,有利于隧道的掘进与开挖,因此,研究微波照射下岩石的损伤特性,对促进微波辅助破岩技术的发展具有重要的理论意义和应用价值。然而,微波对岩石的损伤能力并不是一成不变的,而是会在一个有限的深度内随着自身在介质中的传递深度的增加而减小。基于此,为了研究岩石损伤与微波传递深度的关系,论文以玄武岩为研究对象,试件外表面温度、超声波波速、开口孔隙率为损伤参考指标,抗拉强度为力学强度指标,通过理论与试验相结合的方式研究不同微波传递深度下玄武岩的劣化规律。主要研究结论如下:（1）通过对不同微波照射功率、时间下的玄武岩进行微波传递深度为0mm、25 mm、50mm、75 mm、100 mm的微波照射试验,可以得出当微波波长不变的情况下,微波穿透岩石的能力是有极限的,在一定微波照射参数范围内,这个能力限制因素与微波照射功率以及照射时间无关。当微波波长限定为12.3 cm时,该种玄武岩的微波传递深度最大值处于50～60 mm之间,这与理论计算得出的该种玄武岩最大波穿透距离为51 mm基本一致。（2）通过对不同微波传递深度下的玄武岩分别进行照射功率为2 kW、2.6 kW... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 微波照射下岩石损伤机理理论研究现状
        1.2.2 微波照射下岩石损伤力学特性研究现状
        1.2.3 现有研究的不足
    1.3 研究内容、方案及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方案
        1.3.3 研究的技术路线
2 微波穿透岩石以及岩石热破裂的原理
    2.1 微波的概述
        2.1.1 微波的简介
        2.1.2 微波的基本性质
        2.1.3 微波加热技术的应用
    2.2 微波加热原理
    2.3 微波照射造成岩石热破裂原理
        2.3.1 微波辅助破岩技术的来源与概念
        2.3.2 岩石的介电常数与损伤因子
        2.3.3 微波照射下岩石损伤机理
    2.4 微波的能量衰减及微波穿透深度理论计算
    2.5 本章小结
3 微波照射引起玄武岩损伤的试验研究
    3.1 引言
    3.2 试验材料与试验设备
        3.2.1 试验材料
        3.2.2 试验设备
    3.3 试验过程
        3.3.1 试验思路
        3.3.2 试验方案
    3.4 试验结果及数据分析
        3.4.1 微波照射后玄武岩表面温度变化规律
        3.4.2 微波照射前后玄武岩超声波波速变化规律
        3.4.3 微波照射前后玄武岩开口孔隙率变化规律
    3.5 本章小结
4 玄武岩损伤参考指标与波传递深度关联性分析
    4.1 引言
    4.2 玄武岩在不同参数微波照射后损伤参考指标与微波传递深度的关联性研究
        4.2.1 微波照射后不同波传递深度的玄武岩表面温度变化规律
        4.2.2 微波照射前后不同波传递深度的玄武岩超声波波速变化规律
        4.2.3 微波照射前后不同波传递深度的玄武岩开口孔隙率变化规律
    4.3 本章小结
5 玄武岩抗拉强度试验研究
    5.1 引言
    5.2 微波照射后玄武岩抗拉强度基本变化规律
    5.3 不同波传递深度的玄武岩抗拉强度变化规律
    5.4 玄武岩抗拉强度模型
        5.4.1 玄武岩抗拉强度模型的基本形式
        5.4.2 玄武岩抗拉强度模型修正系数的确定
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]微波照射下花岗岩尺寸效应试验研究[J]. 戴俊,王羽亮,李涛.  中国科技论文. 2019(10)
[2]Fully-coupled simulations of thermally-induced cracking in pegmatite due to microwave irradiation[J]. Jielin Li,Rennie B.Kaunda,Shrey Arora,Philipp Hartlieb,Priscilla P.Nelson.  Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019(02)
[3]微波辐射下硬岩损伤规律研究[J]. 戴俊,王羽亮.  煤炭工程. 2019(01)
[4]不同微波照射参数对花岗岩强度的影响[J]. 戴俊,宋四达,屠冰冰,高玉柱,杜文平.  科学技术与工程. 2017(18)
[5]微波加热路径对硬岩破碎效果影响试验研究[J]. 李元辉,卢高明,冯夏庭,张希巍.  岩石力学与工程学报. 2017(06)
[6]微波照射下岩石颗粒温度分布及影响因素分析[J]. 李勇,屈钧利,秦立科.  煤炭技术. 2016(10)
[7]微波照射下岩石损伤的数值模拟研究[J]. 戴俊,潘艳宾.  煤炭技术. 2016(10)
[8]微波照射下岩石损伤CT试验研究[J]. 戴俊,师百垒,杨凡,盛骁,池佐华.  西安科技大学学报. 2016(05)
[9]微波照射下玄武岩中产生裂纹原因的研究[J]. 戴俊,杜文平,屠冰冰,张敏超.  煤炭技术. 2016(09)
[10]不同间断比尺下微波诱发岩石损伤的离散元模拟研究[J]. 唐阳,徐国宾,孙丽莹,徐霖玉,杜晨曲.  水力发电学报. 2016(07)

硕士论文
[1]微波循环照射下玄武岩损伤特性的试验研究[D]. 徐水林.西安科技大学 2019
[2]微波照射后玄武岩动态力学性能及破碎特性研究[D]. 宋四达.西安科技大学 2018
[3]微波照射下影响花岗岩损伤因素敏感性研究[D]. 张敏超.西安科技大学 2017
[4]微波照射下岩石中裂纹形成的研究[D]. 潘艳宾.西安科技大学 2016
[5]微波照射下岩石损伤机理的试验研究[D]. 杨凡.西安科技大学 2015
[6]微波照射引起岩石抗冲击性能变化的试验研究[D]. 吴涛.西安科技大学 2015



本文编号：3179395