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滇西苍山杂岩新生代周期性脆-韧性转变变形研究

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滇西苍山杂岩新生代周期性脆-韧性转变变形研究

作者：张铁英中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

苍山杂岩是藏东印度-欧亚汇聚过程中发育的哀牢山-红河剪切带的一部分,遭受了新生代多阶段不同性质的变形-变质改造,其内部保留有高角闪岩相变化到低绿片岩相条件下剪切变形形成的深熔片麻岩-糜棱片麻岩-糜棱岩的构造岩序列,石英C轴组... 详细信息

苍山杂岩是藏东印度-欧亚汇聚过程中发育的哀牢山-红河剪切带的一部分,遭受了新生代多阶段不同性质的变形-变质改造,其内部保留有高角闪岩相变化到低绿片岩相条件下剪切变形形成的深熔片麻岩-糜棱片麻岩-糜棱岩的构造岩序列,石英C轴组构表现为Z轴极密-Y轴极密-X轴极密变化趋势,初步查明各层位岩石的流变学演化过程及变形事件序列,计算获得苍山杂岩中部地壳剪切带岩石剪切变形最小应变速率为4×10s,并建立了强度模型。多期次同构造花岗岩脉记录了岩石发生周期性脆-韧性转变而形成多期次高温破裂,得到早期高温破裂形成时温度>550℃,岩石处于纯剪变形下遭受弱糜棱岩化改造;晚期高温破裂形成时角闪岩相和绿片岩相岩石的温度条件分别为51050℃和45000℃,岩石遭受简单剪切变形且已发育糜棱叶理。提出高温破裂形成时苍山杂岩整体处于较低差应力下发生着塑性变形。根据同构造花岗岩脉的岩浆来源多为中下地壳岩石剪切熔融(触发温度≥550℃)形成的熔体,认为下地壳岩石由熔体相主导变形导致岩石强度极大降低,并在高熔体分压下发生塑性失稳,形成早期高温破裂;下地壳塑性失稳向上传播造成中部地壳岩石的应变速率突变,在位错蠕变主导变形下发生应变硬化过程,同时岩浆房就位使得该层次岩石所受差应力增大,达到其摩擦滑移强度而形成晚期高温破裂,进而建立剪切带岩石塑性变形过程中形成脆性破裂的模型。苍山杂岩新生代周期性脆-韧性转变伴随着熔体压力和应变速率条件的周期性波动,下地壳熔体在剪切剥露过程中的周期性释放活动。认为苍山杂岩稳态塑性变形下的破裂行为受控于应力加载和熔体压力增大之间的竞争过程,而脆性破裂形成后岩浆就位时的结晶速度控制着熔体压力波动。苍山杂岩内多期次高温破裂可能以慢地震或构造震颤事件的形式出现,因此本文给出的韧性变形域中不同层次岩石发生脆性破裂的机理,对理解类似构造背景下观察到的慢地震和构造震颤的成因具有指示意义。

关键词：脆-韧性转变中部地壳流变学慢地震构造震颤

计及温度与应变率效应的超高分子量聚乙烯纤维束的拉伸力学性能

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高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 118-124页

作者：辛振沈超明江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212000 中船澄西(泰州)装备科技有限公司江苏泰州214514

文中针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维束在计及温度(-60~80℃)和应变率(1×10^(-5)~3.3×10^(-2)s^(-1))的25种工况下,基于轴向拉伸实验数据,研究了UHMWPE纤维束力学性能的温度和应变率效应及其破坏模式。结果表明,UHMWPE纤维束的力学... 详细信息

文中针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维束在计及温度(-60~80℃)和应变率(1×10^(-5)~3.3×10^(-2)s^(-1))的25种工况下,基于轴向拉伸实验数据,研究了UHMWPE纤维束力学性能的温度和应变率效应及其破坏模式。结果表明,UHMWPE纤维束的力学性能具有一定的应变率和温度效应,但后者具备更为强大的影响力,其使UHMWPE纤维束在温度高于50℃时强度产生显著下降;此外,低温在提升UHMWPE纤维束拉伸强度的同时也会削弱其力学性能的应变率效应,在-40~-60℃范围内,UHMWPE纤维束拉伸强度和失效应变基本不受应变率影响。在UHMWPE纤维束的损伤破坏模式研究中发现,在脆-韧性转变存在的温度区间内(25~80℃),转变发生的临界应变率与温度之间具有密切联系,温度每升高约30℃,临界应变率就会提升1个量级。

关键词：超高分子量聚乙烯纤维束温度效应应变率效应脆-韧性转变临界应变率

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浅成断层带的低温脆-韧性破裂共生机制

科学通报 1999年第8期44卷 864-869页

作者：刘俊来俞保祥 K.Weber 中国长春科技大学地球科学系德国格廷根大学岩石圈地质学与动力学研究所 37077

采自那米比亚Darmara区Autseib浅成断层带的方解石构造岩具有两种显著的结构反差 :( 1 )微米级细粒基质与厘米级粗晶碎斑 ;( 2 )宏观脆性碎裂结构与微观韧性糜棱结构 .韧性破裂作用 ,即由双晶作用、流体相促进的位错蠕变和动态重结晶作... 详细信息

采自那米比亚Darmara区Autseib浅成断层带的方解石构造岩具有两种显著的结构反差 :( 1 )微米级细粒基质与厘米级粗晶碎斑 ;( 2 )宏观脆性碎裂结构与微观韧性糜棱结构 .韧性破裂作用 ,即由双晶作用、流体相促进的位错蠕变和动态重结晶作用诱发与协调的破裂作用是岩石变形的重要机制 .

关键词：方解石脆-韧性转变流体韧性破裂作用那米比亚

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氧化铝陶瓷的高温抗热震性能及其机理研究

氧化铝陶瓷的高温抗热震性能及其机理研究

作者：刘藏宝湖南大学

学位级别：硕士

AlO陶瓷具有熔点高、机械强度高、抗氧化性好、耐化学腐蚀、化学稳定性良好等优异特性,是高温结构陶瓷材料的典型代表。应用于高温领域的AlO陶瓷,在其服役过程中往往遭受复杂的热冲击环境,这就对材料的高温抗热震性能提出了严峻挑战,目... 详细信息

AlO陶瓷具有熔点高、机械强度高、抗氧化性好、耐化学腐蚀、化学稳定性良好等优异特性,是高温结构陶瓷材料的典型代表。应用于高温领域的AlO陶瓷,在其服役过程中往往遭受复杂的热冲击环境,这就对材料的高温抗热震性能提出了严峻挑战,目前这一方面的工作进行的较少。研究AlO陶瓷的高温强度及高温抗热震性能,并分析其在复杂高温环境下的抗热震机理,具有重要的理论意义以及工程应用背景。本文采用高压空气淬火冷却的方法,对AlO陶瓷在不同高温热震温度区间和不同冷却速度下的高温抗热震性开展了研究,分析了AlO陶瓷表面高温脆-韧性转变对其高温抗热震性能的影响,并阐明高温脆-韧性转变行为对AlO陶瓷高温抗热震性的作用机理。本论文的主要研究内容和结果如下:(1)通过对与材料抗热震性相关的力学和热学性能的测试,探讨了原料粒径和烧结温度对AlO陶瓷的力学和热学性能的影响。随着原料粒径的减小和烧结温度的升高,AlO陶瓷的致密度和力学性能明显提升。AlO陶瓷的平均热膨胀系数在8.16-8.30×10 K,热导率在26.8-29.4 W/m·K。在原料粒径为0.5μm、烧结温度为1590℃,AlO陶瓷具有优良的综合力学性能,其弯曲强度、弹性模量、维氏硬度以及断裂韧性分别为375.7 MPa、381.6 GPa、18.17 GPa、3.45 MPa·m。(2)采用不同冷气速度对AlO陶瓷在不同温度区间的高温抗热震性能进行了系统评价。当热震终止温度为1000℃时,AlO陶瓷高温热震后的强度可达原始强度的70%以上;而当热震终止温度为700℃时,AlO陶瓷高温热震后的强度保持率仅为40%左右。当热震温差在700℃、冷却速度为200℃/s时,AlO陶瓷热震后的强度保持率为40%左右;当冷却速度降低到100℃/s时,AlO陶瓷的强度保持率可达70%以上;而当冷却速度进一步降低至70℃/s时,AlO陶瓷的强度保持率大于80%,表现出良好的高温抗热震性能。(3)研究了高温脆-韧性转变对AlO陶瓷高温抗热震性能的影响。AlO陶瓷的高温脆-韧性转变温度在1000℃左右。当热震终止温度在脆-韧性转变温度以上时,AlO陶瓷保持较高的残余强度;而当热震终止温度降低到脆-韧性转变温度以下时,AlO陶瓷的残余强度急剧降低。AlO陶瓷高温热震后保持高的残余强度主要归因于表面脆-韧性转变行为,其作用机制为表面裂纹的钝化和裂纹尖端的应力松弛使热应力降低。

关键词：氧化铝陶瓷力学性能高温抗热震性能残余强度脆-韧性转变

热力耦合作用下无烟煤煤体变形特征的试验研究

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岩石力学与工程学报 2010年第8期29卷 1624-1630页

作者：冯子军万志军赵阳升李根威张源王冲太原理工大学采矿工艺研究所山西太原030024 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221008

利用自主研制的"600℃20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机"系统,研究φ200mm×400mm大尺寸无烟煤试样在恒定500m原岩应力状态(轴压12.5MPa、围压15MPa),以10℃/h的升温速率从20℃升至600℃过程中的变形规律。试验结果表明:随着温度的升... 详细信息

利用自主研制的"600℃20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机"系统,研究φ200mm×400mm大尺寸无烟煤试样在恒定500m原岩应力状态(轴压12.5MPa、围压15MPa),以10℃/h的升温速率从20℃升至600℃过程中的变形规律。试验结果表明:随着温度的升高,无烟煤煤体的变形可分为3个阶段,即20℃～200℃热膨胀阶段、200℃～400℃缓慢压缩阶段和400℃～600℃剧烈压缩阶段。其中,400℃～450℃为无烟煤煤体变形由脆性机制转变为韧性机制的临界温度范围,温度和压力是影响无烟煤煤体变形脆-韧性转变的主要因素,且具有明显的温压等效性,即较高的临界温度所需转化压力较低。热力耦合作用和热解产气是影响煤体变形的关键因素,尤其在高温阶段,热解产气对变形起到主控作用。

关键词：采矿工程温度压力无烟煤热解脆-韧性转变

高温高压实验变形煤流动的宏观与微观力学表现

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科学通报 2005年第B10期50卷 56-63页

作者：刘俊来杨光马瑞中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室吉林大学地球科学学院长春130061

对沁水煤田不同地区不同煤级的煤岩样品开展了同步升温和升压高温高压实验变形(温度200～500℃；围压200～500 MPa；应变速率0.5×10^(-5)/s；全量应变-10%)．实验结果显示,在不同的温度和压力条件下煤岩的强度有着显著的变化．对于煤... 详细信息

对沁水煤田不同地区不同煤级的煤岩样品开展了同步升温和升压高温高压实验变形(温度200～500℃；围压200～500 MPa；应变速率0.5×10^(-5)/s；全量应变-10%)．实验结果显示,在不同的温度和压力条件下煤岩的强度有着显著的变化．对于煤岩强度的影响,温度的效应要高于压力的效应．结合显微构造分析可以认为,实验环境条件下煤岩的脆-韧性转变发育于200℃/200 MPa和300℃/300 MPa之间．煤岩的脆性变形产生了宏观破裂带和透入性破裂组合,而大量发育的波状消光、变形纹和动态重结晶颗粒等充分反映了较高温度和压力条件下晶质塑性变形过程的主导地位．

关键词：煤实验变形脆-韧性转变高温高压微观力学宏观煤流压力条件应变速率高温度