花岗岩高温—水冷循环后物理力学性能及损伤劣化机理研究

来源 :河北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:piaoyisuifengpiao001
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文以干热岩地热开发中岩石循环高温,遇水冷却问题为研究背景,选取干热岩中具有代表性的花岗岩在室内进行了不同温度下的高温-水冷循环处理,并采用万能试验机对循环后的花岗岩进行了静态单轴压缩试验和静态巴西劈裂试验,分析了不同温度与不同次数高温-水冷循环对花岗岩的密度、饱和吸水率、纵波波速、抗压强度、抗拉强度等物理力学性能的影响,并通过分析花岗岩的宏观破碎方式和细观损伤探究了花岗岩在高温-水冷循环作用后的损伤劣化机理,得出以下结论:(1)试验发现高温作用使花岗岩外观发生了较大变化,400℃时试样表面出现黄色斑点,600℃时试样表面逐渐变白。温度高于400℃后,试样表面开始出现微裂缝,随着循环次数的增加,裂缝变宽变深,600℃时,岩样边缘出现破碎现象。(2)温度和高温-水冷循环次数的增加使花岗岩的质量、密度、饱和吸水率、纵波波速、抗压强度、抗拉强度、弹性模量、拉伸模量等物理力学性能都发生不同程度的退化,并且发现其物理性质参数和力学性质参数之间有较高的相关性,纵波波速与饱和吸水率之间呈现线性递增关系,抗压强度和抗拉强度之间呈现线性递减关系。(3)通过观察花岗岩单轴压缩破坏岩样,发现花岗岩的破坏形式随温度和高温-水冷循环次数的增加将经历张拉劈裂破坏、斜剪破坏、锥形剪切破坏三种破坏形态;通过筛分试验发现随着温度的升高,岩石破坏更加破碎;破坏时表面裂缝逐渐增加,并出现树状裂缝。(4)通过超声波测试试验和SEM(扫描电子显微镜)扫描经高温-水冷处理的花岗岩,发现温度的增加使花岗岩表面结构平坦程度降低,颗粒间胶结程度降低,高温-水冷循环次数的增加,表面出现微裂隙,并逐渐加宽加深,孔隙的增加使花岗岩的波形图逐渐变得稀疏和紊乱,表明花岗岩内部结构受到较大损伤。(5)花岗岩损伤变量D随温度与高温-水冷循环次数的增加而增加,分别采用线性拟合函数与三次多项式进行拟合,拟合结果较好,损伤变量的增加表明花岗岩的损伤程度随温度和高温-水冷循环次数的增大加而增加,且温度的影响更加严重。
其他文献
面对严峻的能源危机和环境问题,各国科研工作者都在加大对新能源的开发和利用。随着我国两会的结束,国家电网围绕“碳达峰、碳中和”的目标,明确提出:到2025年,实现输送清洁能源占比达到50%。到2030年,光伏装机容量总计将达到10亿千瓦。光伏发电作为太阳能开发和利用的主要形式之一,得到了广泛推广和应用,但由于实际安装方式大多采用固定式或单轴跟踪,致使太阳能电池板的辐射接收总量大打折扣。因此,本文结合
以有机半导体为吸光材料的有机太阳能电池(OSC)具有质轻、半透明、可卷对卷柔性制备等特点,显示出巨大的应用潜力。有机太阳能电池器件是由吸光层、界面层和电极构成,其中界面层位于吸光层和电极之间,根据所在电极处相对极性的不同分为阴极界面层(CIL)和阳极界面层(AIL),它们对光电器件中载流子传输行为的调节及改善器件的能量转换效率等方面具有重要的作用。其中,对具有电子传输功能的阴极界面层材料的要求为能
根据风机叶片复杂曲面的检测任务需求,本文在传统纯刚性并联机构的基础上,引入柔索结构设计了一种索杆混联式风机叶片检测装置,使末端检测平台运动更加灵活,工作空间更大,提高了风机叶片的检测效率。本文主要对索杆混联式风机叶片检测装置进行了运动学分析、误差分析以及精度综合等理论研究并设计运动控制系统搭建风机叶片检测装置的物理样机。首先,根据风机叶片表面检测任务需求,使用Solidworks软件设计了索杆混联
正极薄膜材料是全固态薄膜锂离子电池中的锂离子供体,是影响电池容量的关键因素之一。聚阴离子型Li MSi O_4(M=Fe、Mn)正极材料具有资源储量丰富、环境友好等优异特性,且理论容量可达333 m Ah·g-1,是高容量、长寿命全固态薄膜锂电池理想的备选正极薄膜材料。本文采用RF磁控溅射法成功制备了Li_2Fe_xSi O_4(x=1.02,1,0.98,0.94)正极薄膜,深入研究了Li_2F
近年来全球地震发生频繁,是人类面临的重大自然灾害之一,世界各国都深受地震灾害的影响。所以预防地震灾害,提高建筑的抗震性能,建筑结构的抗震设计与结构优化一直是各国学者所关注的焦点。结构地震失效模式的搜索和改善、优化与控制、结构整体抗震能力的提升也是探究抗震工作领域的热点问题。在地震作用下,地震动可以通过土体传递到结构,引起结构振动,而且结构产生的惯性力反作用于地基土,即土-结相互作用(Soil-St
随着经济发展和人民生活水平提高,工业负荷和居民生活负荷占比逐渐增大,人们对电力需求不断增长,对电能质量要求更加严格,因此只有进行合理地电网规划,才能保证电力系统稳定运行。配电网是电网的重要组成部分,在电力系统飞速发展的同时如何保障供电可靠,是配电网规划研究的主要内容。本文对望都县电网供用电现状进行评估和分析,发现了供电能力不足、网架结构不合理,线路供电半径长,部分排灌线路老化严重,安全隐患较多等问
排桩支护是基坑工程中应用广泛的一种支护结构。由于目前对地下空间的开发与利用规模逐渐加大,可能会使得传统竖直支护桩的桩身变形过大、承载力不足。相比于传统竖直支护桩,单排倾斜支护桩能够很好的控制桩顶水平位移和桩身弯矩,有效改善桩身变形及受力特性,减少事故的发生。采用单排倾斜支护桩可以减少水平支撑,降低支护结构对空间的利用。倾斜支护桩设计计算相对简便,支护能力较强,可减小工程成本。倾斜支护桩作为一种新兴
多年来,国内外诸多学者对黏土岩的宏观弹塑性力学性能进行研究。在细观尺度上,黏土岩可以看作是由刚性夹杂物(方解石和石英)、孔洞和黏土固体组成的多相材料。黏土岩内部的细观结构对材料的宏观弹塑性力学性能具有重要的影响。本文针对黏土岩的宏观弹塑性力学性能建立了细观力学解析模型,并与有限元数值模拟相结合,重点研究了含多孔和刚性球形夹杂的黏土岩宏观弹塑性力学性能,分析单轴压缩、三轴压缩(围压5MPa、10MP
近年来随着新型城镇化建设的推进,绿色、环保、可持续发展理念的深入,传统不可回收的基坑工程锚固技术受到可回收、可重复使用的锚固技术的挑战。目前可回收锚固技术应用时间较短,研究的较少,应用范围也较小。为了推广该项技术,本文以河北省衡水市安平县可回收装配式基坑支护工程为依托,开挖长30m,宽6m,深8m的深基坑,设计四种支护体系,分别为模块化、桩锚、土钉和纵横可回收支护体系。在用于支护体系的72组压力型
降雨是导致滑坡发生的最主要因素之一,为了减少损失需要对降雨型滑坡进行预防和治理,基于弹性波的滑坡监测方法,可以大大提高滑坡监测的可靠性,为滑坡防灾减灾和预测预报提供了新的研究方向。尽管国内外学者已经对弹性波与土体含水量、变形之间的关系进行了诸多研究,但在传感器布置方式、降雨强度和土体层理结构对弹性波速度的影响等方面的研究仍然较为缺乏,相应条件下的弹性波响应规律仍需进一步明确。鉴于上述问题,本文首先