方园
- 作品数：5 被引量：72H指数：4
- 供职机构：中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学矿业工程更多>>
- 甘肃北山地区深部花岗岩的热开裂试验研究被引量：29
- 2011年
- 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。
- 左建平周宏伟方园孟冰冰彭瑞东
- 关键词：岩石力学北山花岗岩细观试验研究流体包裹体
- 含双缺口北山花岗岩的热力耦合断裂特性试验研究被引量：7
- 2012年
- 通过带加载SEM高温试验系统对含双预制缺口北山花岗岩进行原位观察热力耦合破坏试验研究。研究表明,北山花岗岩的矿物成分及花岗岩矿物颗粒粒径差异较大,这些矿物具有不同的热学和力学性质(或硬度),这将大大影响花岗岩的破坏机制及断裂韧性,热开裂、力诱发微裂纹的萌生、扩展和贯通等受到热力耦合机制的综合影响,并且这些机制反过来也将影响其他的机制,如渗流场及化学场的变化。对于北山花岗岩I型断裂而言,裂纹的扩展主要受到与其垂直方向拉应力的影响,但试件较大的原生缺陷和较大矿物颗粒对花岗岩的断裂路径影响不容忽视。特别是随着温度的变化,花岗岩的断裂机制将发生变化,低温以沿颗粒(沿晶)断裂为主,而高温以沿颗粒(沿晶)和穿颗粒(穿晶)耦合断裂机制为主。试验表明,75℃之前花岗岩的平均断裂韧性约为4.728 MPa.mm1/2,而75℃之后的平均断裂韧性为3.048 MPa.mm1/2,前后断裂韧性降低了35%左右,这主要是因为温度的升高直接导致热开裂增多,且矿物颗粒之间的胶结作用明显减弱,这逐渐影响了花岗岩的断裂韧性,进而将影响其渗流场和化学场,可见高放核废料储库设计中温度的影响不容忽视。
- 左建平周宏伟方园黄亚明
- 关键词：岩石力学热力耦合北山花岗岩断裂韧性
- 温度-拉应力共同作用下砂岩破坏的断口形貌被引量：29
- 2007年
- 通过扫描电镜研究温度–拉应力共同作用下砂岩破坏的断口形貌。通过研究不同温度影响后的解理断口、准解理断口、疲劳断口、非主断裂面的二次裂纹和碎裂断口、局部延性断口、沿晶断口及一些奇特的断裂花样,证实温度对砂岩断裂的微观机制产生了影响,随着温度的升高,砂岩的断裂机制由以局部脆性断裂机制为主向局部脆性和延性耦合断裂机制转变。低温下的断口较为光滑平坦,高温下的断口较为粗糙,表明发生过塑性变形,并且高温断口形貌更为多样和更为复杂,这主要是受到高温影响后,岩石内部矿物颗粒、晶体和原子热运动加剧,当岩石受到外部载荷作用时断裂就有可能出现在更大范围的位置。通过一些简单的断裂机制示意图对部分断口形貌进行解释,并报道了一些特殊的岩石断口形貌。综合认为金属断口学研究中所发现的微观断口形貌特征几乎都可以从岩石断口形貌中找到,但由于岩石是多晶体地质材料,高温影响下岩石的断口形貌还将更为多样和更为复杂。
- 左建平谢和平周宏伟方园范雄
- 关键词：岩石力学砂岩断口形貌扫描电镜
- 热力耦合路径下花岗岩细观破裂特征及数值分析被引量：3
- 2016年
- 岩体热力耦合下破坏机制及响应特征是防治与治理灾害发生的理论基础,也是高放射性核废料深地层处置关注的重要问题。细观尺度下,基于北山花岗岩单轴拉伸实验,考虑3种不同耦合路径,对比分析试样破坏区域SEM图像,揭示细观破坏特征。并利用数值仿真,建立细观模型,分析了热开裂特征及能量变化规律。进而指出裂纹拓展数量与角度关系,同时分析了微裂纹空隙率与应力、角度关系。主要结果表明:不同耦合路径下裂纹扩展细观特征迥异,演化顺序迥异,耦合路径与非均质性对裂纹细观特征变化均有影响。
- 薛东杰胡本方园卓壮周宏伟
- 关键词：热力耦合单轴拉伸细观模型
- 温度影响下砂岩的细观破坏及变形场的DSCM表征被引量：12
- 2008年
- 通过扫描电镜(SEM)实时在线观察研究了温度影响下砂岩的细观破坏,观察到砂岩的脆性断裂可同时发生在不同地方、不同矿物可能独立承载和裂纹分叉等现象.温度低于100℃时,主裂纹附近有许多微裂纹和支裂纹发生;而温度超过150℃之后,表面很少出现支裂纹或二次裂纹.随着温度的升高,砂岩的断裂韧性有先升高后降低的趋势,150℃左右是断裂韧性变化的临界温度.随着温度的升高,砂岩的细观断裂机制有由脆性机制向延性机制转变的趋势,抵抗和协调变形的能力都得到增强.细观尺度下砂岩的破坏机制有沿颗粒断裂、穿颗粒断裂及其混合断裂,其中沿颗粒断裂机制占主导地位,这是由于沿颗粒破坏需要消耗较少的能量,而穿颗粒断裂需消耗较多的能量.利用数字散斑相关方法(digital speckle correlation method,DSCM)对SEM下砂岩破坏的细观变形场进行了测量,这表明利用DSCM表征岩石的局部变形场的连续式测量是可行的.
- 左建平谢和平周宏伟王怀文方园
- 关键词：温度影响砂岩细观破坏临界温度数字散斑相关方法
