为了探究石英岩力学性能劣化规律和热损伤机制,使用基于颗粒流程序的颗粒簇模型(grain-based model in particle flow code,简称PFC-GBM)开展了实时高温及自然冷却条件下石英岩单轴压缩模拟,分析了石英岩在两种温度条件下的应力-应变曲...为了探究石英岩力学性能劣化规律和热损伤机制,使用基于颗粒流程序的颗粒簇模型(grain-based model in particle flow code,简称PFC-GBM)开展了实时高温及自然冷却条件下石英岩单轴压缩模拟,分析了石英岩在两种温度条件下的应力-应变曲线、峰值应力、弹性模量及破坏模式随温度的演化,并基于裂纹和位移变化探讨了其热损伤机制。主要得到如下结论:自然冷却过程中石英岩内部温度整体上遵循由中心向表面逐渐降低的规律,700℃石英岩在冷却过程中的裂纹扩展导致非稳定热传导过程,进而产生等温线错位现象。实时高温条件下石英岩脆性−延性转变临界温度在25~300℃之间,相较于自然冷却条件下石英岩300~500℃的临界温度更低。实时高温条件下石英岩的峰值强度和弹性模量相较于自然冷却后石英岩试样分别降低了约20 MPa及10 GPa,且二者差值不随温度发生显著变化;在25~300℃范围内,弹性模量相较于峰值强度对热损伤更加敏感。随着温度升高,单轴压缩下石英岩破碎程度明显增加,表现出更多的劈裂破坏特征,热致微裂纹对石英岩破坏模式的控制作用不断增强,两种温度条件下的宏观破裂面均倾向于沿已有热致微裂纹通道扩展,自然冷却条件下宏观贯穿破裂面更加明显。展开更多
文摘为了探究石英岩力学性能劣化规律和热损伤机制,使用基于颗粒流程序的颗粒簇模型(grain-based model in particle flow code,简称PFC-GBM)开展了实时高温及自然冷却条件下石英岩单轴压缩模拟,分析了石英岩在两种温度条件下的应力-应变曲线、峰值应力、弹性模量及破坏模式随温度的演化,并基于裂纹和位移变化探讨了其热损伤机制。主要得到如下结论:自然冷却过程中石英岩内部温度整体上遵循由中心向表面逐渐降低的规律,700℃石英岩在冷却过程中的裂纹扩展导致非稳定热传导过程,进而产生等温线错位现象。实时高温条件下石英岩脆性−延性转变临界温度在25~300℃之间,相较于自然冷却条件下石英岩300~500℃的临界温度更低。实时高温条件下石英岩的峰值强度和弹性模量相较于自然冷却后石英岩试样分别降低了约20 MPa及10 GPa,且二者差值不随温度发生显著变化;在25~300℃范围内,弹性模量相较于峰值强度对热损伤更加敏感。随着温度升高,单轴压缩下石英岩破碎程度明显增加,表现出更多的劈裂破坏特征,热致微裂纹对石英岩破坏模式的控制作用不断增强,两种温度条件下的宏观破裂面均倾向于沿已有热致微裂纹通道扩展,自然冷却条件下宏观贯穿破裂面更加明显。
