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甘肃北山地区深部花岗岩的热开裂试验研究

岩石力学与工程学报 2011年第6期30卷 1107-1115页

作者：左建平周宏伟方园孟冰冰彭瑞东中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国矿业大学力学与建筑工程学院北京100083

通过岛津SEM全数字液压高温疲劳试验系统,实时观察不同温度下北山花岗岩的热开裂过程,获得北山花岗岩的热开裂临界温度为68℃～88℃。在较低温度时,北山花岗岩热开裂以沿颗粒热开裂为主;在较高温度时,热开裂以穿颗粒热开裂及沿颗粒穿颗... 详细信息

通过岛津SEM全数字液压高温疲劳试验系统,实时观察不同温度下北山花岗岩的热开裂过程,获得北山花岗岩的热开裂临界温度为68℃～88℃。在较低温度时,北山花岗岩热开裂以沿颗粒热开裂为主;在较高温度时,热开裂以穿颗粒热开裂及沿颗粒穿颗粒混合热开裂为主。热开裂不仅受到矿物颗粒的热膨胀性质不匹配及热膨胀各向异性的影响,还受到矿物颗粒的物理、力学、热学性质及矿物颗粒形状结构的影响。而花岗岩内流体包裹体也可能是影响北山花岗岩热开裂的一种重要因素,这是种新的影响机制。在微细观层次对热开裂模式进行分类,并由热开裂的分形模型定量解释沿颗粒和穿颗粒热开裂等发生的难易程度。当温度升高超过250℃时,北山花岗岩有可能存在热熔效应,这导致热开裂裂纹数有减少趋势,并且温度与其对应的热裂纹数量的统计关系符合Gauss曲线关系。

关键词：岩石力学北山花岗岩热开裂细观试验研究热熔效应流体包裹体

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不同温度作用下砂岩热开裂的实验研究

地球物理学报 2007年第4期50卷 1150-1155页

作者：左建平谢和平周宏伟彭苏萍中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院岩石力学与分形研究所北京100083 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083

砂岩的热开裂研究具有广泛的工程背景,本文实时在线观察和研究了不同温度作用下平顶山砂岩的热开裂:温度低于150℃时,砂岩几乎不发生热开裂;温度从150℃升高到300℃过程中大量的热开裂发生.而不同的矿物成分发生热开裂的阈值温度不完全... 详细信息

砂岩的热开裂研究具有广泛的工程背景,本文实时在线观察和研究了不同温度作用下平顶山砂岩的热开裂:温度低于150℃时,砂岩几乎不发生热开裂;温度从150℃升高到300℃过程中大量的热开裂发生.而不同的矿物成分发生热开裂的阈值温度不完全相同,因此热开裂的阈值温度或者阈值温度范围只具有统计意义.砂岩热开裂主要与矿物成分的热学与力学性质有关,除了受到矿物热膨胀不匹配及热膨胀各向异性的影响,更重要的还受到矿物颗粒形状的影响,如热开裂多发生在矿物颗粒的短轴方向、优势结晶取向、颗粒奇异界面等,且热开裂的分布具有随机性.实验还观察到砂岩表面微缺陷发生闭合的全过程,在冷却过程也有微裂纹形成等现象.

关键词：温度砂岩热开裂实验研究阈值温度

混凝土热传导与热应力的细观特性及热开裂过程研究

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土木工程学报 2012年第2期45卷 11-19页

作者：唐世斌唐春安梁正召张亚芳大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 广州大学广东广州510006

通过对混凝土热传导与热应力细观特性的分析,探讨细观非均匀性对混凝土热学和力学性能的影响作用。计算结果表明:细观非均匀特性对混凝土导热性能的影响并不明显,但对其力学性能的影响作用却不能忽视;骨料颗粒对混凝土的热学和力学性能... 详细信息

通过对混凝土热传导与热应力细观特性的分析,探讨细观非均匀性对混凝土热学和力学性能的影响作用。计算结果表明:细观非均匀特性对混凝土导热性能的影响并不明显,但对其力学性能的影响作用却不能忽视;骨料颗粒对混凝土的热学和力学性能都有显著的影响作用。温度梯度和热膨胀不匹配共同作用所产生的温度应力极容易导致混凝土开裂,其中温度梯度引起的混凝土开裂过程与热传导系数密切相关。通过对厚壁筒混凝土试样在孔内温度升高情况下裂纹萌生和扩展过程的数值模拟研究,从机理上揭示试验观测的四个裂纹发展阶段。研究结果表明裂缝扩展的局部化效应是主裂纹形成的根本原因。

关键词：热传导非均匀性热开裂裂纹扩展过程

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煤体基质热开裂增透模型

煤炭学报 2020年第2期45卷 676-683页

作者：滕腾王伟刘斌郭俊廷中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北京100011

温度变化对煤体损伤与破裂具有重要影响。温度变化导致非均质煤体内部产生热膨胀失配各向异性力,打破微裂纹临界受力平衡,引发煤体基质热开裂,继而导致煤体渗透率增大。从断裂力学理论出发,建立了煤体基质中单一微裂纹源热开裂的细观断... 详细信息

温度变化对煤体损伤与破裂具有重要影响。温度变化导致非均质煤体内部产生热膨胀失配各向异性力,打破微裂纹临界受力平衡,引发煤体基质热开裂,继而导致煤体渗透率增大。从断裂力学理论出发,建立了煤体基质中单一微裂纹源热开裂的细观断裂力学模型,推导了微裂纹热开裂的临界裂纹尺寸,分析指出煤体温度变化越大,热开裂临界裂纹尺寸越小,即小裂纹越趋向于发育。引入微裂纹特征尺寸和孔径分形维数对煤体基质中单一微裂纹和空间裂纹网络进行表征,计算获得了煤体中微裂纹特征尺寸的分形维数,建立了煤体基质空间裂纹云的分形表征方法。以球形微孔为例,定义了热开裂增透因子,建立了基质热开裂增透力学模型,模型显示,随着煤体升温梯度增大,渗透率增透因子增大,基质渗透率增大效果越明显。最后对不同加热处理后的平顶山矿煤样和金佳矿煤样开展了压汞实验,加热温度分别为25,50,75和100℃,获得煤中微孔结构随温度的演化规律:煤体基质孔隙度随处理温度的增大而增大,孔径分形维数随处理温度线性增大,表明随着温度梯度的增大,煤体热开裂现象增强,基质渗透率增大。

关键词：热开裂分形维数增透因子压汞实验

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开度相关模型在岩石热开裂问题中的应用

岩石力学与工程学报 2019年第S2期38卷 3520-3531页

作者：李孟熠吴志军周原刘泉声沈坚强武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 武汉大学岩土与结构工程安全湖北省重点实验室湖北武汉430072 浙江交工路桥建设有限公司浙江杭州315101

岩石内部原生裂隙会阻碍热流的传导同时重新分布温度场,进而影响岩石内部热应力分布状态并导致岩石的开裂,因此对复杂多裂隙岩石在高温状态下热传导及热开裂机制的探究具有重要的意义。利用颗粒流程序对岩石内部的动态传热-破裂过程进... 详细信息

岩石内部原生裂隙会阻碍热流的传导同时重新分布温度场,进而影响岩石内部热应力分布状态并导致岩石的开裂,因此对复杂多裂隙岩石在高温状态下热传导及热开裂机制的探究具有重要的意义。利用颗粒流程序对岩石内部的动态传热-破裂过程进行了模拟。首先,考虑到岩石内部矿物组分的不同,故选用团簇模型对岩石内部的细观结构及组分分布进行表征,并以此作为基准模型进行细观力学参数的标定。其次,为了更真实地模拟岩石内部裂隙对热传导及热开裂过程所造成的影响,假设裂隙的热力学特性同开度相关,并利用不同裂隙开度条件下宏观参量的解析解对裂隙的热参数及细观力学参数进行标定,进而提出裂隙热参数及细观力学参数开度相关模型。最后结合随机裂隙网络,探究了在不同形状参数m的作用下裂隙开度分布对岩石热传导及热开裂过程的影响。研究结果表明:随着形状参数m的增大,热传导达到稳态所需的时间逐渐减小,热致裂纹萌生速率增大,由此也验证了开度相关模型在模拟复杂多裂隙岩石热传导及热开裂问题中的可行性。

关键词：岩石力学离散元复杂多裂隙岩石热开裂开度相关模型

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加载历史对岩石热开裂破坏的影响

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2010年第4期29卷 593-596页

作者：谢卫红高峰李顺才徐州空军学院机场工程系江苏徐州221000 中国矿业大学理学院江苏徐州221008 徐州师范大学工学院江苏徐州221001

为了解决现有研究一般不考虑加载和加温的顺序,不论引起其热开裂破坏的加载历史如何,认为只要所加的载荷和温度值相同,其损伤演化过程和破坏强度将相同的问题。结合带扫描电镜的岛津SEM高温疲劳实验系统实时观测了石灰岩在不同加温和加... 详细信息

为了解决现有研究一般不考虑加载和加温的顺序,不论引起其热开裂破坏的加载历史如何,认为只要所加的载荷和温度值相同,其损伤演化过程和破坏强度将相同的问题。结合带扫描电镜的岛津SEM高温疲劳实验系统实时观测了石灰岩在不同加温和加载顺序下的热开裂破坏过程。从岩石微裂纹扩展的角度,计算不同加载顺序下其裂端能量释放率。理论与实验结果表明:岩石热开裂破坏受加载历史的影响,加温加载对岩石损伤破坏的影响是非线性耦合关系,高应力、低温和低应力、高温必须考虑其热-力耦合效应。岩石的热损伤是不可逆的,它会受加温历史的影响,在不同的加载顺序下其结果不同。

关键词：加载历史热开裂实时SEM实验能量释放率

树脂砂型(芯)热开裂及其铸件产生脉纹缺陷的理论判据的研究

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热加工工艺 1992年第3期21卷 6-10页

作者：冯胜山湖北省机电研究院

本文应用弹性力学和传热学等理论导出了树脂砂型(芯)在铸造过程中的热应力和机械应力关于厚度方向的一维空间z和受热时间t的二元方程,据此提出了一种新颖的树脂砂型(芯)热开裂的理论判据,并首次建立了铸件产生脉纹缺陷的理论判据。文中... 详细信息

本文应用弹性力学和传热学等理论导出了树脂砂型(芯)在铸造过程中的热应力和机械应力关于厚度方向的一维空间z和受热时间t的二元方程,据此提出了一种新颖的树脂砂型(芯)热开裂的理论判据,并首次建立了铸件产生脉纹缺陷的理论判据。文中对该热开裂理论判据进行了简化分析,结果表明:以前的一些判据只是该判据的特例或简化式。文章还根据所得的理论判据提出了防止砂型(芯)热开裂和铸件产生脉纹缺陷的措施。

关键词：树脂砂热开裂脉纹理论判据

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岩石热开裂的实验研究

科学通报 1999年第8期44卷 880-883页

作者：陈颙吴晓东张福勤中国科学院地球物理研究所北京100101

岩石受热后 ,由于组成岩石的各种矿物热膨胀不同 ,矿物颗粒边界会出现裂纹 ,这就是岩石的热开裂现象 .岩石发生热开裂后 ,其内部形成的新的裂纹网络 ,明显地改变了岩石中的流体的输运特性 .碳酸盐岩在 1 1 0～ 1 2 0℃温度下 ,渗透率增... 详细信息

岩石受热后 ,由于组成岩石的各种矿物热膨胀不同 ,矿物颗粒边界会出现裂纹 ,这就是岩石的热开裂现象 .岩石发生热开裂后 ,其内部形成的新的裂纹网络 ,明显地改变了岩石中的流体的输运特性 .碳酸盐岩在 1 1 0～ 1 2 0℃温度下 ,渗透率增加了近 1 0倍 .岩石热开裂现象可在 3次采油中有潜在的应用意义 .

关键词：热开裂渗透率微裂纹岩石破裂岩石物理学

树脂砂型（芯）热开裂及其铸件产生脉纹缺陷的实用判据的研究

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热加工工艺 1994年第4期23卷 14-17页

作者：游敏郑小玲葛洲坝水电工程学院

对树脂砂型（芯）铸件产生脉纹缺陷的现有判据进行了分析，在实验研究的基础上建立了树脂砂型（芯）热开裂及其铸件产生脉纹缺陷的实用判据．结果表明：现有的大部份树脂砂型（芯）热开裂的理论判据难于在生产实践中直接应用，而文中所... 详细信息

对树脂砂型（芯）铸件产生脉纹缺陷的现有判据进行了分析，在实验研究的基础上建立了树脂砂型（芯）热开裂及其铸件产生脉纹缺陷的实用判据．结果表明：现有的大部份树脂砂型（芯）热开裂的理论判据难于在生产实践中直接应用，而文中所提出的实用判据对于铸造生产有较大的实用价值。

关键词：树脂砂热开裂脉纹实用判据铸件