高温及三轴应力下花岗岩体力学特性的实验研究

详细信息   

• 责任者：万志军^c中国矿业大学(徐州)^d1970^e博士^f副教授 ; 赵阳升 ; 董付科 ; 冯子军 ; 张宁^c太原理工大学 ; 武晋文
• 刊名：岩石力学与工程学报
• 出版年：2008
• 卷期：27^b1总194
• 关键词：三轴试验 ; 花岗岩20^a高温 ; 变形 ; 弹性常数 ; 岩体力学
• 页码：72～77
• 索书号：P478.066/357
• 图表：^c表1参16插图
• 分类号：1600
• 文摘期号：2008/08

摘要

///高温岩体地热开发及核废料的地下处置等需要对高温高压下花岗岩体的力学行为进行深入细致研究。采用自主研制的“20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机”,投入大量人力、财力和物力,历时0.5 a,系统深入地研究Ø200 mm×400 mm的大尺寸花岗岩试样在高温三轴应力下的热变形和破坏特征及其热学和力学参数随温度的变化特征。研究结果表明:(1)在三维静水应力下,花岗岩的热变形可分为低温缓慢变形段、中高温快速变形段及高温平缓变形段等3个阶段。自由状态测定的热膨胀系数会过分夸大,或失真地估计岩石的热膨胀或热力作用,在应力状态下测定的热膨胀系数更能反映实际岩体状态。(2)在高温三轴应力条件下,花岗岩体受压表现出与常温下不一致的变形特征,即先是体积膨胀,当差应力超过一定值后则体积收缩。(3)花岗岩体在高温下的破坏形式是典型的剪切破坏,与常温下的破坏形式一致,但在高温和高围压条件下出现明显的延性转化。(4)在有围压条件下,花岗岩体的弹性模量随温度升高先是缓慢减小,然后快速减小,超过400 ℃后基本保持不变,与小试件的情况相似。