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题名花岗岩高温-水冷循环作用下的试验研究
被引量：23
- 1
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作者
余莉
彭海旺
李国伟
张钰
韩子豪
祝瀚政
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机构
河北大学建筑工程学院
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期1025-1035,共11页
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基金
河北省高等学校科学技术研究项目(No.BJ2018046)
河北大学研究生创新创业项目(No.hbu2020ss027)
中国地质调查局项目(No.DD20190228)。
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文摘
为了研究花岗岩在不同温度的多次高温-水冷循环作用下物理力学性质的损伤机制及演化规律,通过对花岗岩开展不同温度下高温-水冷循环试验、单轴抗压强度试验、超声波测试试验,分析研究了相关物理力学参数的变化规律,结果表明:(1)在相同温度作用下,随着高温-水冷循环次数的增加导致岩样内部裂隙的萌生和扩展,表现为花岗岩试样质量损失率的逐渐增加,抗压强度和弹性模量先下降、后小幅上升、最后持续下降。(2)在相同高温-水冷循环次数下,随着温度的增加,花岗岩试样的质量损失不断增加,抗压强度与弹性模量呈持续下降趋势。(3)温度对花岗岩的纵波波速影响较大,随着温度的增加,波速快速下降波幅变得不稳定。(4)温度的升高和高温-水冷循环次数的增加都使花岗岩的损伤程度增大,损伤变量增加。(5)随着温度与高温-水冷循环次数的增加,试样逐渐软化,单轴压缩破坏模式从张拉劈裂破坏向锥形剪切破坏过渡,破坏时表面的裂缝数逐渐增加,400℃之后出现树状裂缝并逐渐贯穿整个表面。可见花岗岩的物理力学性质在高温-水冷循环作用后将发生严重的劣化。
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关键词
高温
水冷循环
抗压强度
损伤变量
裂缝特征
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Keywords
high temperature
water cooling cycle
compressive strength
damage variable
crack characteristics
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分类号
TU458
[建筑科学—岩土工程]
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题名高温及冷却方式对花岗岩的影响规律分析
被引量：8
- 2
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作者
余莉
祝瀚政
李国伟
张钰
韩子豪
彭海旺
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机构
河北大学建筑工程学院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2022年第14期5784-5791,共8页
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基金
河北省高等学校科学技术研究项目(BJ2018046)。
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文摘
实际干热岩开采时储层花岗岩会经历高温-水冷冲击耦合过程。将花岗岩加热并分别进行室温冷却及水冷处理,并进行超声波测试、单轴抗压、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、电镜扫描等试验来探究高温及冷却方式对花岗岩损伤特征的影响。发现高温导致花岗岩体积增大、质量降低、纵波波速降低、弹性模量降低、抗压强度减弱等,500~700℃下花岗岩的物理力学性质劣化迅速;微观上高温导致微裂缝的生成,水冷处理促进微裂缝的开裂和传播;宏观上水冷花岗岩的物理力学性能始终较低且塑性及延展性特征明显较高。
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关键词
高温
冷却方式
损伤特征
力学响应
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Keywords
high temperature
cooling mode
damage characteristics
mechanical response
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分类号
TU452
[建筑科学—岩土工程]
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题名热-液耦合作用下花岗岩单轴力学特性的实验研究
被引量：7
- 3
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作者
余莉
闫名卉
陈艳平
彭海旺
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机构
河北大学建筑工程学院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2019年第31期311-318,共8页
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基金
河北省高等学校科学技术研究项目(BJ2018046)
神狐海域天然气水合物先导试验区试采实施(中国地质调查局水文地质环境地质调查中心)资助
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文摘
为研究热-液耦合花岗岩单轴力学性能及破坏方式,对花岗岩进行不同温度作用下的热-液耦合循环处理,采用单轴压缩试验分析其力学特征的变化规律。结果表明:①峰值强度随温度升高而增加,50~100℃下,降低11.51%,100~150℃下,降低1.77%;峰值应变与循环温度呈线性拟合关系,随温度升高,峰值应变降低;弹性模量随温度上升而先变大后减小,上升幅度较明显约123.21%。②峰值强度随循环次数增加出现不同变化,3次循环前均处于缓慢变化,后面变化明显,3~4次时,降低19.87%,4~5次时,上升22.70%;峰值应变与循环次数呈多项式拟合关系,3次循环时取得最大值;弹性模量与循环次数呈多项式拟合关系,3次循环时取得最小值。③峰值强度在等值线图中,50~100℃,以3次循环呈对称分布;峰值应变随循环温度升高和循环次数变多而降低;弹性模量等值线图中出现双峰模式,随着温度升高,循环次数变多,弹性模量增加。④应力-应变曲线大致经历压密、弹性、屈服、破坏4个阶段,发生脆性破坏。破坏分为劈裂、剪切。可见,热-液耦合作用对花岗岩的力学特性是有一定影响的。
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关键词
温度循环
水循环
力学性质
花岗岩
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Keywords
temperature cycle
water cycle
mechanical properties
granite
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分类号
TU452
[建筑科学—岩土工程]
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题名花岗岩多次高温水冷热冲击后力学试验
被引量：5
- 4
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作者
彭海旺
余莉
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机构
河北大学建筑工程学院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第13期5432-5439,共8页
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基金
河北省高等学校科学技术研究项目(BJ2018046)
河北大学研究生创新创业项目(hbu2020ss027)
神狐海域天然气水合物先导试验区试采实施(DD20190228)。
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文摘
为了研究多次高温水冷产生的热冲击作用对花岗岩力学性能、开裂特征的影响,将花岗岩在300℃高温下进行不同循环次数的高温水冷热冲击处理,并对处理后的花岗岩分别开展静态压缩试验与静态巴西劈裂试验,测试其相关力学参数的变化。结果表明:(1)随着循环热冲击次数的增加,花岗岩的抗压强度、抗拉强度都呈现下降趋势,且抗压强度与抗拉强度之间存在线性函数关系,根据拟合公式,可以较好地预测花岗岩的强度变化特征。(2)花岗岩的压缩弹性模量、变形模量经过15次循环热冲击后,分别下降了25.18%、35.20%;拉伸弹性模量下降了46.76%,采用多项式拟合结果较好。(3)随着循环热冲击次数的增加,花岗岩延性增加,表现为单轴压缩应力-应变曲线形式从塑-弹性形式向塑-弹-塑性形式过渡;巴西劈裂试验应力-应变曲线基本分为压密阶段、弹性变形阶段和峰后破坏3个阶段。(4)花岗岩单轴压缩破裂模式从竖向劈裂破坏逐渐向锥形剪切破坏过渡,破坏角度逐渐减小。可见循环高温水冷热冲击对花岗岩力学性能的劣化具有较大的影响。
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关键词
花岗岩
热冲击
单轴压缩
巴西劈裂
力学性质
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Keywords
granite
thermal shock
uniaxial compression
Brazilian splitting
mechanical properties
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分类号
TU43
[建筑科学—岩土工程]
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题名水-热循环花岗岩的物理力学性质试验研究
被引量：6
- 5
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作者
余莉
彭海旺
张钰
李国伟
祝瀚政
韩子豪
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机构
河北省建筑科学研究院有限公司
石家庄铁道大学土木工程学院
河北大学建筑工程学院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第2期703-713,共11页
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基金
国家重点研发计划(2018YFC1508703)
河北省高等学校科学技术研究项目(BJ2018046)
河北大学研究生创新创业项目(hbu2020ss027)。
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文摘
为了研究水-热循环次数对花岗岩物理、力学性质的影响,将花岗岩进行不同次数的高温-水冷循环处理,并将处理后的花岗岩在刚性试验机上进行单轴压缩力学试验。结果表明:在相同水-热循环次数下,随着温度的增加,花岗岩试样的饱和吸水率分阶段增加,峰值强度与弹性模量持续下降,变形模量下降,峰值应变呈现多阶段变化;在相同的温度作用下,随着水-热循环次数的增加,花岗岩试样的饱和吸水率逐渐增加,峰值强度和弹性模量出现先下降、后小幅上升、最后持续下降的变化现象,变形模量出现多阶段变化,峰值应变小幅度上升后下降;花岗岩单轴压缩破坏的应力-应变曲线分为4个阶段,随着温度的升高,花岗岩延性增加,应力-应变曲线幅度逐渐减小,压密阶段与累进性破裂阶段都增长,峰后曲线从光滑跌落过渡到分段跌落,随着循环次数的增加,呈现出相似变化趋势;温度的升高和循环次数的增加都导致了花岗岩内部缺陷和孔隙的增加,即随着饱和吸水率的增加,峰值强度减小,可见花岗岩的物理力学性质在不同温度、不同循环次数水-热循环后发生了不同程度的劣化。研究结果对分析花岗岩变形破坏机理以及实际工程中评价高温岩石工程的稳定性提供了一定的参考依据。
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关键词
花岗岩
水-热循环
峰值强度
弹性模量
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Keywords
granite
water-heat cycle
peak intensity
elastic modulus
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分类号
TU458
[建筑科学—岩土工程]
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