加热预裂花岗岩岩板挤压破坏前应力异常实验研究.ppt
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1、一、论文提纲,1、绪论 2、岩板挤压破坏前应力异常理论基础 3、岩板挤压破坏前应力异常实验系统建立 4、岩板挤压破坏前应力异常实验研究 5、实验数据处理和曲线异常分析 6、结论与展望,二、研究背景及内容,三、论文研究方案,1、研究构思 由于岩石所具有的细观、微观缺陷,以及在荷载作用下岩石内部微观裂隙的变化的随机性和不可预测性,实验条件下,在对岩石应力-应变曲线异常信息的研究上,需要增加由于岩样采集所带来的级配缺失,采取表面约束对岩板高温加热处理,冷却至常温,并对试件进行单轴加载,通过数据的采集和分析,获取岩石破坏曲线分析应力异常 图3.1 宏细观双尺度相似性模型图1 Fig.3.1 The m
2、odel diagram of dual scale similarity between macro and micro,三、论文研究方案,2、主要研究方法(1)温度控制对力学异常的影响,比较未经加热处理试件和加热处理试件全过程应力-应变曲线,得出加热后试件破坏曲线具有明显应力异常。(2)花岗岩岩板挤压实验系统的建立,通过对岩板进行高温预裂,将加载速度确定为2KN/min,以相对较小速率对岩板加载获取充分裂解模式。(3)花岗岩岩板破坏残骸的分析和残渣的筛分,将残骸进行有序保存,对加热与否的筛分残渣进行质量百分比比较。(4)花岗岩岩板试件挤压破坏过程中应力异常变化分析,通过截取高应力段曲线,对
3、加热后塑流段进行分段,得出应力异常。,四、实验方案,1、实验准备(1)试件加工制作实物流程,四、实验方案,2、高温加热处理系统(1)实验采取高温预裂来对花岗岩岩板进行裂隙级配补充,温度设置为700一次和600一次,每次增温时间为300min。,图4.1 加热系统示意图Fig.4.1 The schematic diagram of heating system,四、实验方案,2、高温加热处理系统(2)经过高温加热后的01#-6#岩板表面形态如下:,图4.2 高温加热系统Fig.4.2 High temperature heating system,四、实验方案,2、高温加热处理系统,表4.1
4、岩石线胀系数Table 4.1 The coefficient of linear expansion of rock,表4.2 岩样矿物成分Table 4.2 The mineral composition of rock,加热预裂理论依据:由于不同岩石具有不同线胀系数,岩石内不同矿物线胀系数也不同,岩石的热理性表现突出,理论上可以对岩石进行加热处理,增加内部裂隙级配。,四、实验方案,2、高温加热处理系统(3)加热前后尺寸测试及残渣质量百分比6#试件较大颗粒所占质量百分比为57.01%,00#试件破坏残渣颗粒大颗粒占百分比79.98%。00#试件为竖向劈裂破坏残渣级配不如加热组残渣级配完整、
5、充分。,图4.3 岩板加热前后尺寸测量Fig.4.3 Size measurement of rock plate before and after heating,图4.4 岩板破坏残渣对比Fig.4.4 Comparison between failure residue of rock plate,四、实验方案,3、实验加载系统:(1)实验由YAG-3000型微机控制岩石刚度试验机提供垂向荷载,轴压荷载3000kN的内部油压传感器和承载1000KN的负荷传感器根据试件强度分别选取、量程10mm的外置竖向位移传感器、微机伺服控制计算机,图4.5 微机界面Fig.4.5 The interf
6、ace of computer,图4.6 实验加载实物图Fig.4.6 The loading diagram of experiment,四、实验方案,3、实验加载系统:(2)实验系统示意图,图4.7 实验系统示意图Fig.4.7 The schematic diagram of testing system,四、实验方案,3、实验加载系统:(3)实验数据分析流程图:通过微机采集到实验力、竖向位移、时间参数,实验力除以实际受压面积,竖向位移除以实际受压高度,计算得出应力、应变数据,绘制应力-应变曲线,图4.8 实验系统方框图Fig.4.8 The frame diagram of testi
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