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变高温-水冷反复作用下花岗岩力学特性试验研究
1
作者
蒋亚龙
周亚风
+5 位作者
徐长节
李鲒
徐彭楚璇
邱思宝
曾建军
傅鹤林
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025年第9期3996-4008,共13页
针对现有TBM热损伤破岩采用的等幅循环高温方案能耗大、安全隐患高等缺点,探讨变高温-水冷反复作用对岩石劣化的影响,对于辅助TBM在长大隧道中的开挖有着巨大的经济与低碳价值。本文通过室内试验(单轴压缩试验、劈裂拉伸试验、超声波测...
针对现有TBM热损伤破岩采用的等幅循环高温方案能耗大、安全隐患高等缺点,探讨变高温-水冷反复作用对岩石劣化的影响,对于辅助TBM在长大隧道中的开挖有着巨大的经济与低碳价值。本文通过室内试验(单轴压缩试验、劈裂拉伸试验、超声波测试)对花岗岩开展了变幅高温-水冷反复作用的热损伤力学特性研究,依次分析了3次反复高温作用下,初始高温T_(1)、2次高温T_(2)、3次高温T_(3)对岩石破裂模式、损伤发育、抗压强度、抗拉强度、峰值应变的影响。结果表明:随着初始高温T_(1)的升高,破裂模式从劈裂拉伸向斜面剪切转变;且在25~600℃区间,岩石属于加速损伤阶段,超过600℃后进入缓慢损伤阶段;具体来说,抗压强度与抗拉强度的下降速率在T_(1)从500℃增大至600℃区间达到最大,而后逐渐缓慢下降直至趋于稳定。另外,岩石峰值应变也在此区间内表现出从缓慢上升到陡然攀升的转变。对于T_(2)和T_(3),当其温度值低于历史高温时,岩石的破裂模式受其影响不大;另外,当T_(2)和T_(3)在低热区间作用(25~300℃)时岩石会有损伤恢复的表现,由于较低的加热温度依旧能使已有的热致微裂纹发生一定程度的闭合,从而造成小幅削弱高温对岩石热损伤的效果,而当再加热的温度大于300℃时,岩石损伤会继续增加;而岩石抗压强度、抗拉强度、峰值应变受T_(2)与T_(3)影响的表现与损伤发育的规律一致。相关研究结论可为硬岩层中热损伤辅助TBM掘进提供有效参考。
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关键词
花岗岩
试验研究
变高温-水冷反复作用
热损伤辅助TBM掘进
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职称材料
Ti_2AlC/TiAl(Nb)复合材料热变形能力
2
作者
张秀伟
胡锐
+1 位作者
李宏伟
李金山
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第4期66-70,共5页
采用Gleeble3500热模拟试验机对Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料进行高温压缩实验,实验温度范围为1000℃～1150℃,应变速率范围为10-3s-1～10-1s-1,工程压缩应变为50%,得到复合材料高温压缩真应力-真应变曲线。结果表明,Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材...
采用Gleeble3500热模拟试验机对Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料进行高温压缩实验,实验温度范围为1000℃～1150℃,应变速率范围为10-3s-1～10-1s-1,工程压缩应变为50%,得到复合材料高温压缩真应力-真应变曲线。结果表明,Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料的高温变形流变应力对温度及应变速率敏感;流变应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而减小,可用位错-颗粒交互作用模型解释复合材料的应力-应变行为;Zenner-Hollomon参数的指数函数能够较好的描述该合金高温变形时的流变应力行为。建立的本构方程为ε=9.31×1011[sinh(0.0044σ)]2.52exp[-366.2/(RT)],其变形激活能为366.2kJ/mol。
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关键词
Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料
高温
变
形
流
变
应力
位错
-
颗粒交互
作用
模型
本构方程
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职称材料
题名
变高温-水冷反复作用下花岗岩力学特性试验研究
1
作者
蒋亚龙
周亚风
徐长节
李鲒
徐彭楚璇
邱思宝
曾建军
傅鹤林
机构
华东交通大学山区土木工程安全与韧性全国重点实验室
三峡大学水电工程施工与管理湖北省重点实验室
中南大学土木工程学院
出处
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025年第9期3996-4008,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(42377169,42267022)
江西省自然科学基金资助项目(20232BCJ23004,20232ACB214011)
+4 种基金
湖北省水电工程施工与管理重点实验室基金资助项目(2023KSD08)
深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室项目(SDGZK2409)
中国博士后科学基金资助项目(2024M750898)
江西省教育厅基金资助项目(GJJ2400506)
华东交通大学博士启动基金资助项目(2003423053)。
文摘
针对现有TBM热损伤破岩采用的等幅循环高温方案能耗大、安全隐患高等缺点,探讨变高温-水冷反复作用对岩石劣化的影响,对于辅助TBM在长大隧道中的开挖有着巨大的经济与低碳价值。本文通过室内试验(单轴压缩试验、劈裂拉伸试验、超声波测试)对花岗岩开展了变幅高温-水冷反复作用的热损伤力学特性研究,依次分析了3次反复高温作用下,初始高温T_(1)、2次高温T_(2)、3次高温T_(3)对岩石破裂模式、损伤发育、抗压强度、抗拉强度、峰值应变的影响。结果表明:随着初始高温T_(1)的升高,破裂模式从劈裂拉伸向斜面剪切转变;且在25~600℃区间,岩石属于加速损伤阶段,超过600℃后进入缓慢损伤阶段;具体来说,抗压强度与抗拉强度的下降速率在T_(1)从500℃增大至600℃区间达到最大,而后逐渐缓慢下降直至趋于稳定。另外,岩石峰值应变也在此区间内表现出从缓慢上升到陡然攀升的转变。对于T_(2)和T_(3),当其温度值低于历史高温时,岩石的破裂模式受其影响不大;另外,当T_(2)和T_(3)在低热区间作用(25~300℃)时岩石会有损伤恢复的表现,由于较低的加热温度依旧能使已有的热致微裂纹发生一定程度的闭合,从而造成小幅削弱高温对岩石热损伤的效果,而当再加热的温度大于300℃时,岩石损伤会继续增加;而岩石抗压强度、抗拉强度、峰值应变受T_(2)与T_(3)影响的表现与损伤发育的规律一致。相关研究结论可为硬岩层中热损伤辅助TBM掘进提供有效参考。
关键词
花岗岩
试验研究
变高温-水冷反复作用
热损伤辅助TBM掘进
Keywords
granite
pilot study
variably high temperature
-
water
-
cooled recurring action
thermal damage assisted TBM tunneling
分类号
U45 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
Ti_2AlC/TiAl(Nb)复合材料热变形能力
2
作者
张秀伟
胡锐
李宏伟
李金山
机构
西北工业大学凝固技术国家重点实验室
出处
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第4期66-70,共5页
基金
973国家重点基础科研资助项目(2011CB605502)
文摘
采用Gleeble3500热模拟试验机对Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料进行高温压缩实验,实验温度范围为1000℃～1150℃,应变速率范围为10-3s-1～10-1s-1,工程压缩应变为50%,得到复合材料高温压缩真应力-真应变曲线。结果表明,Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料的高温变形流变应力对温度及应变速率敏感;流变应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而减小,可用位错-颗粒交互作用模型解释复合材料的应力-应变行为;Zenner-Hollomon参数的指数函数能够较好的描述该合金高温变形时的流变应力行为。建立的本构方程为ε=9.31×1011[sinh(0.0044σ)]2.52exp[-366.2/(RT)],其变形激活能为366.2kJ/mol。
关键词
Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料
高温
变
形
流
变
应力
位错
-
颗粒交互
作用
模型
本构方程
Keywords
Ti2A1C/TiAI（Nb）composite
hot deformation
flow stress
dislocation
-
particulate interaction model
constitutivcequation
分类号
TG146.2 [金属学及工艺—金属材料]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
变高温-水冷反复作用下花岗岩力学特性试验研究
蒋亚龙
周亚风
徐长节
李鲒
徐彭楚璇
邱思宝
曾建军
傅鹤林
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
Ti_2AlC/TiAl(Nb)复合材料热变形能力
张秀伟
胡锐
李宏伟
李金山
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013
0
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职称材料
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