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岩石高温相变与物理力学性质变化
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:岩石力学与工程学报
  • 时间:2013.5.15
  • 页码:425-432
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221116, [2]中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州221116, [3]中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室,北京100029
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(41102201); 国家重点基础研究发展计划(973)项目(2013CB036003); 江苏省高校优势学科建设工程
  • 相关项目:岩石脆性破坏临界信息识别方法研究
中文摘要:

岩石内部结构随温度升高的变化会导致其物理力学性质的改变。利用MTS伺服试验机和高温炉进行常温至800℃花岗岩物理力学参数随温度变化特征试验。研究结果表明:(1)岩石物理力学性质随温度变化可划分常温~100℃和100℃~300℃,300℃~500℃,500℃~600℃,600℃~800℃五个阶段;前3个阶段的温度范围分别对应岩石内附着水、结合水和结构水汽化逸出的温度区间。(2)岩石物理力学性质(抗压/抗拉强度,渗透率,波速等)在400℃~600℃的温度范围内会有显著变化;受石英由相变为相的影响,岩石体积增大,微裂隙大量增加,在573℃附近存在强度和波速下降的加速点。(3)温度大于600℃后,岩石强度和波速会继续降低,其与固体矿物膨胀和金属键断裂引起矿物熔融破裂及相变有关。

英文摘要:

The change of rock internal microstructure along with temperature increasing leads to the variation of physico-mechanical properties.The experiments on physico-mechanical properties evolution of granite were carried out at temperature ranging from room temperature to 800 ℃ by using MTS servo-controlled testing machine and heating furnace.The research results indicate that:(1) The rock physico-mechanical properties change with temperature can be divided into five stages:i.e.room temperature to 100 ℃,100 ℃ to 300 ℃,300 ℃ to 500 ℃,500 ℃ to 600 ℃ and 600 ℃ to 800 ℃.The first three stages of temperature range correspond to the vaporization escaping interval of adhered water,and bound water and structural water.(2) The phsyico-mechanical parameters of rock have larger changes in temperature between 400 ℃ to 600 ℃,specially at the temperature of 573 ℃,where quartz has a phase transformation,from α phase to β phase.In this process,it is leaded to the increase of rock internal microcracks,which can be described as increasing of volume,reducing of bearing capacity,increasing of permeability,and the mutation of wave velocity.(3) After the temperature higher than 600 ℃,rock strength and wave velocity continue to reduce,which is influenced by solid mineral inflation and fracture of metallic bonding.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823