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高温后花岗岩能量及结构效应研究被引量：8: 2014年; 利用MTS815电液伺服材料试验系统,研究了花岗岩在25℃~1000℃高温作用后的三轴压缩力学性能,基于D8 ADVANCE型X射线衍射仪,研究了花岗岩经不同温度加热处理产物的物相特征。结果表明:①经历不同高温作用后,岩样三轴抗压强度、轴向峰值应变与围压呈非线性二次多项式增长关系,破坏应变能与围压呈线性增长关系。②岩样三轴抗压强度、破坏应变能随温度的升高先增大后减小,呈二次抛物线关系,400℃为最大值。③石英、长石、云母三者的最大衍射强度随温度的升高先增大后减小,400℃时达到最大,结合宏观力学试验,可以推断400℃为花岗岩的阀值温度。④石英在573℃发生由α石英转变为β石英的可逆反应;长石的差热曲线在700℃~900℃出现吸热谷,结构发生了由晶态向非晶态的相转变;在997℃时,云母矿物晶格破坏羟基逸出形成钠长石,这些因素共同作用使得岩样力学性能在400℃之后随着温度的升高而逐渐劣化。; 徐小丽高峰张志镇张传虎; 关键词：花岗岩温度

高温作用对花岗岩强度及变形特性的影响被引量：17: 2013年; 为考察温度对岩石强度及变形特性的影响，在实时高温（25—850℃）和高温热处理后（25—1200℃）两种情况下对花岗岩岩样进行单轴压缩试验。结果表明：①实时高温作用下，花岗岩温度应变、热膨胀系数与温度之间均有着良好的一阶增长型指数函数关系；高温作用冷却后，岩样温度应变随温度变化具有突变性。不能真实反映实时高温下岩样的变形规律。②实时高温作用下，花岗岩力学参数快速连续劣化，岩样的抗压强度从25℃时的191．90MPa降低至850℃时的55．63MPa，降幅为71．11％；弹性模量从25℃时的38．37GPa降低至850℃时的5．09GPa，降幅为86．73％，岩样的抗压强度、弹性模量随温度升高呈二阶指数规律衰减；高温作用冷却后，花岗岩力学行为呈突变状态，与结构中相变密切相关，900℃时抗压强度降为89．95MPa，比25℃下降了53．13％，弹性模量为11．02GPa，比25℃下降了71．28％。岩样的抗压强度、弹性模量随温度升高呈多项式曲线拟合关系。实验结果一定程度上反映了花岗岩在实时高温作用和高温作用冷却后其内部结构变化的基本规律，对高温岩体工程有一定的参考价值。; 徐小丽高峰张志镇; 关键词：花岗岩温度力学性质

高频振动下TC4钛合金超长寿命疲劳断面特征: 2015年; 在高频(20k Hz)振动下对对称拉压的TC4钛合金进行疲劳试验,对该合金分别经模拟体液浸泡、喷丸强化和固溶时效加喷丸处理后的超长寿命疲劳断面进行观察。结果表明,高频振动下TC4钛合金超长寿命疲劳裂纹萌生于Al元素富集区或内部氧化物等夹杂处,裂纹源区的小裂纹扩展主要表现为α相晶面滑移;TC4钛合金内部萌生裂纹与高强钢等的"鱼眼"型裂纹不同,即使夹杂处萌生裂纹也不存在明显的夹杂物区和光学暗区。; 曹小建丁华建陈圣球程士超王清远; 关键词：超声疲劳钛合金断面

高温作用后花岗岩三轴压缩试验研究被引量：28: 2014年; 为综合考察温度、围压对花岗岩力学性质及破坏方式的影响,在高温（25℃~1 000℃）作用后,利用MTS815.02电液伺服材料试验系统对花岗岩岩样进行不同围压作用下的三轴压缩试验。研究结果表明,（1）围压一定时,经历不同高温作用后花岗岩三轴压缩全应力-应变曲线经历了压密、弹性、屈服、破坏、塑性流动5个阶段;（2）经历不同高温作用后岩样三轴抗压强度与围压呈非线性二次多项式增长关系,围压为40 MPa时的抗压强度比单轴抗压强度提高了382.30%;常规三轴压缩条件下,400℃是花岗岩力学参数的阀值温度;（3）经历高温作用后,岩样弹性模量随围压升高呈增大趋势,围压为40 MPa时的弹性模量比单轴时提高了90.26%;随温度升高呈二次非线性减小,1 000℃时的弹性模量比25℃时降低了57.16%;（4）花岗岩的失稳型式同时取决于围压和温度。单轴压缩状态下,随着温度的升高,岩样变形破坏型式由脆性破裂向塑性变形过渡,失稳型式在低温时为突发失稳、中高温为准突发失稳,温度高于800℃为渐进破坏;三轴压缩状态下,随着围压的增大,岩样破裂型式由脆性张拉破裂逐渐向剪切破裂过渡,岩样的失稳型式以突发失稳为主。在试验温压范围内,影响花岗岩力学性质的首要因素是温度,其次是围压。; 徐小丽高峰张志镇; 关键词：花岗岩围压力学性质

3种岩石能量演化特征的试验研究被引量：31: 2015年; 为了探究岩性对受载岩石能量演化特征的影响规律,对煤岩、红砂岩和花岗岩等3种典型岩石试件进行了轴向加卸载试验.结果表明:与煤岩相比,红砂岩和花岗岩峰前不可逆变形较小,峰后应力跌落幅度较大,抗压强度分别是煤岩的4.37倍和5.02倍,弹性模量是煤岩的4.54倍和5.29倍,脆性指数是煤岩的2.32倍和2.81倍.煤岩在接近破坏时弹性能密度显著弱化,而红砂岩和花岗岩此特征不明显;岩石的强度和刚度越大,其储能极限和弹性能增长速率越大;脆性越强,其峰后弹性能释放越快速和彻底.3种岩石的能量分配模式在峰前阶段相似,而峰后阶段岩石脆性越大弹性能比例下降越大,且下降至最小值时所需时间较短,反映了其破坏过程的剧烈性.; 张志镇高峰; 关键词：岩石力学三轴压缩动力灾害

等离子氮化保温时间对S45C钢疲劳性能的影响被引量：3: 2014年; 温度500℃,气压400 Pa,N2与H2比例为40%∶60%的混合气体中,采用3组不同的处理时间(8、20、48 h)分别对S45C钢试件表面进行等离子氮化,全面探讨不同保温时间下氮化层及渗透层的微观组织、硬度、氮化层组成、残余应力,分析这些参数对S45C疲劳性能和断裂特征的影响。结果表明,3组工艺分别在S45C钢表面获得6、8、12μm深的氮化层。表面硬度由初始230 HV均提高到620 HV以上。表面残余压应力均提高到约-120 MPa。氮化物为单一γ-Fe4N相。渗氮层深度随保温时间增长而大幅增加,氮元素富集及α-Fe向γ-Fe4N相转变诱导的残余压应力在渗氮层内的扩展,使得等离子氮化保温48 h后S45C钢的疲劳强度提升为未处理试样的约3倍。根据村上公式计算"鱼眼"裂纹应力强度因子,可得其近似为3.6 MPa·m1/2。内部裂纹主要由渗透层内夹杂处萌生,夹杂成分为氧化钙、氧化铝和硫锰化合物等。; 曹小建金江徐小丽村上理一王清远; 关键词：等离子氮化 X射线衍射应力强度因子

高温作用下花岗岩的脆延性转化温度点被引量：6: 2014年; 为了探讨在高温作用下花岗岩的脆延性转化温度点,进行了高温力学试验和扫描电镜试验,分析了温度对花岗岩屈服应变、破坏应变、延性系数和应力-应变关系的影响。试验结果表明:在实时高温作用下及高温作用冷却后花岗岩的脆延性转化温度点均在800℃左右,此时花岗岩晶体中出现穿晶裂纹、解理台阶、滑移带和浅表韧窝等共存特征,岩样呈现延性破坏特征;随着温度的升高,花岗岩破坏方式由突发式的脆性破裂逐渐向渐进式的半脆性剪切破坏转化。; 徐小丽高峰张志镇; 关键词：花岗岩延性系数

岩石能量特征与其细观结构的关联性被引量：5: 2013年; 岩石的细观结构影响其受载过程中的能量行为。从岩石基元平均强度、均质度和细观特征尺度等3种细观特征入手。研究了其对特征能量参数和能量特征指数的影响规律。结果表明：（1）基元平均强度越大。相同应力bE下的输入能量密度和积聚弹性能密度呈非线性增长：峰后所需耗散能密度变化不大。约为500—2000Jim。；弹性能转化率变小；岩样能量特征指数呈指数型增长。（2）随着均质度的升高．峰前输入能量密度和积聚弹性能密度都呈线性增长；峰后破坏所需耗散能降低；越来越多的能量转化为弹性能积聚在岩石内；能量特征指数线性增大。（3）细观特征尺度越大．外界输入能量和积聚弹性能都增大。但幅度不同；峰后破坏所需耗散能越大；弹性能转化Eb例越低；当细观特征尺度小于1mm时．能量特征指数大幅减小。而当其大于1mm时。变化不大。; 张志镇高峰崔洋林斌; 关键词：岩石力学细观结构

温度与加载速率对岩石力学性质的影响被引量：12: 2016年; 通过实时高温不同加载速率下花岗岩的单轴压缩声发射试验和扫描电镜试验,研究了岩样在温度和加载速率共同作用下的力学性质与分形特征。研究结果表明:(1)岩样应力—应变曲线可以分成压密、线弹性、非弹性和破坏四个阶段。随着加载速率由0.001 mm/s增加至0.1 mm/s,岩样压密阶段变短,弹性模量增加,峰值应变逐渐减小。(2)岩样峰值应力、振铃计数率与温度的变化规律相一致,均呈现先下降后上升趋势,在600℃时达到最小值。(3)峰值应力、振铃计数率随加载速率的增加呈线性增大趋势。加载速率由0.001 mm/s增加至0.1 mm/s,峰值应力由37.166 MPa增加至53.769 MPa,增幅为44.673%;振铃计数率由107 380增加至141 644,增幅为31.909%。(4)岩样破裂的分形维数与加载速率呈线性增大,但温度超过600℃,岩样结构晶体改变,温度的影响占据了主要因素,导致分形维数随加载速率变化规律不明显。研究成果为岩土地下扰动、工程爆破等实际工程中岩石力学参数的选取提供了有益的参考价值。; 陈琳徐小丽徐银花; 关键词：温度加载速率峰值应力分形维数

Experimental investigation on the energy evolution of dry and water-saturated red sandstones被引量：23: 2015年; In order to investigate the effect of water content on the energy evolution of red sandstone, the axial loading–unloading experiments on dry and water-saturated sandstone samples were conducted, and the distribution and evolution of elastic energy and dissipated energy within the rock were measured.The results show that the saturation process from dry to fully-saturated states reduces the strength, rigidity and brittleness of the rock by 30.2%, 25.5% and 16.7%, respectively. The water-saturated sample has larger irreversible deformation in the pre-peak stage and smaller stress drop in the post-peak stage.The saturation process decreases the accumulation energy limit by 38.9%, but increases the dissipated energy and residual elastic energy density, thus greatly reducing the magnitude and rate of energy release. The water-saturated sample has lower conversion efficiency to elastic energy by 3% in the prepeak region; moreover, the elastic energy ratio falls with a smaller range in the post-peak stage.Therefore, saturation process can greatly reduce the risk of dynamic disaster, and heterogeneous water content can lead to dynamic disaster possibly on the other hand.; Zhang ZhizhenGao Feng; 关键词：能源消耗

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国家自然科学基金(11202108)

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