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韧性剪切作用与深源流体演化和金矿化的耦合关系【图文】高等土力学05土的压缩与固结_百度文库
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高等土力学05土的压缩与固结
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你可能喜欢化学-温度-应力耦合作用对岩石力学性能的影响--《上海理工大学》2014年硕士论文
化学-温度-应力耦合作用对岩石力学性能的影响
【摘要】：岩石所赋存的地质条件十分复杂,在众多影响岩石破坏的因素中,化学、温度、应力的影响十分显著。本文对经历化学-温度-应力耦合作用的花岗岩进行了一系列相关的力学试验研究,分析了多因素下岩石的力学性能的变化规律和损伤机理。从单一因素出发,逐步研究多因素对岩石力学性能的影响,因此,本文主要从以下四个方面开展研究:(1)通过研究20℃~800℃高温状态的花岗岩在自然冷却(在炉膛中)和水中快速冷却后的力学性能,分析了花岗岩在单轴压缩下的破坏模式,从纵波波速、应力-应变曲线、峰值应力、轴向峰值应变、径向峰值应变、杨氏模量和微观结构等方面探讨了温度和冷却方式对花岗岩力学性能的影响。试验结果表明,花岗岩的纵波波速、峰值应力和杨氏模量随经历温度的升高而衰减,水中快速冷却比自然冷却衰减的幅度更大。这说明温度越高,花岗岩的力学性能劣化越严重,水中快速冷却产生的热冲击加剧了花岗岩力学性能的劣化。花岗岩水中快速冷却后的峰值应变小于自然冷却后的峰值应变,说明高温状态的花岗岩水中快速冷却后,其脆性比自然冷却后更加显著。(2)通过研究花岗岩在不同化学溶液(水、Na OH溶液和HNO3溶液)中浸泡并冻融循环后的力学性能,分析了花岗岩在不同化学溶液中溶蚀及经历不同冻融循环次数后,在单轴压缩作用下基本力学性能的变化规律。试验结果表明,在水、Na OH和HNO3溶液中,随着冻融循环次数的增加,花岗岩的纵波波速、杨氏模量、相对杨氏模量和峰值应力均呈指数函数减小,纵波波速损失率和峰值应力损失率均呈幂函数增加;轴向峰值应变按Guass函数变化。HNO3对花岗岩的断口形貌影响比较严重,而Na OH影响较弱。随着冻融循环次数的增加,HNO3溶液作用过的花岗岩初期损伤劣化较大,后期损伤劣化较小,而Na OH溶液作用过的花岗岩初期损伤劣化较小,后期损伤劣化较大。(3)通过研究化学-温度-应力耦合作用(即在水、Na OH溶液和HNO3溶液浸泡和冻融循环、高温作用并进行单轴压缩)后花岗岩的力学性能,分析了花岗岩经化学-温度-应力耦合作用后基本力学性能的变化规律。试验结果表明,化学-温度-应力耦合作用下,温度对破坏模式产生了一定的影响,主要表现在改变了柱状劈裂破坏是花岗岩在单轴压缩应力作用下自身所固有的破坏模式,使破坏模式逐渐向剪切滑移发展。花岗岩的纵波波速、杨氏模量和相对杨氏模量随着温度的升高均呈指数函数减小,纵波波速损失率随着温度的升高均呈幂函数增加,峰值应力、相对峰值应力、轴向峰值应变和相对轴向峰值应变随着温度的升高均呈logistic函数增大,这一变化趋势与自然状态的花岗岩力学性能随温度的变化趋势一致。HNO3溶液加剧了花岗岩的损伤劣化,而Na OH溶液对花岗岩的损伤劣化有一定的抑制作用,但随着温度的升高,这种抑制作用逐渐减弱,甚至消失,反而促进花岗岩的损伤劣化。(4)从细观力学和化学机理出发,分析了高温、化学浸泡、冻融循环及化学-温度-应力耦合作用下花岗岩的损伤机理,得出温度应力及化学反应使岩石内部结构和矿物成分发生改变,宏观上表现为力学性能的损伤劣化。通过定义损伤变量,定量分析了化学-温度-应力耦合作用下花岗岩的损伤程度。本文依据试验研究成果,总结了温度变化、化学溶蚀、冻融循环和化学-温度-应力耦合作用等因素对岩石的力学性能损伤、变形和破坏的规律。这一问题的研究对解决目前岩石工程的许多现实问题和文物保护有重要的指导作用。
【关键词】：
【学位授予单位】：上海理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：TU45
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光学精密工程
光学精密工程&2011,&19(4)&850-856&&ISSN:&X&CN:&22-1198/TH
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微纳技术与精密机械
磁场作用下磁流变液的挤压与拉伸特性
王鸿云, 高春甫, 阚君武, 李泳鲜, 王笑
浙江师范大学 工学院,浙江 金华 321004
为研究磁流变液在不同磁场作用下的挤压与拉伸力学性能,建立了用于测试磁流变液挤压与拉伸特性的实验装置,并通过ANSYS/Multiphysics对此实验装置磁路的磁感应强度分布进行了仿真分析。利用此装置研究了磁流变液在不同外加磁场强度下的挤压和拉伸特性,并建立了拉伸屈服应力与剪切屈服应力之间的关系。挤压实验表明,磁流变液在挤压应变约为0.15时具有最小的压缩弹性模量;当挤压应变大于0.15时,挤压应力和挤压弹性模量与挤压应变表现为指数关系,且指数随着外加磁场的增大呈上升趋势。拉伸屈服应力约为剪切屈服应力的4倍,据此计算得到的剪切屈服应变角在13.8~16.9&,验证了物理模型对磁流变液剪切应力描述的合理性。
Compressive and tensive characteristics of magnetorheological fluid under magnetic fields
WANG Hong-yun, GAO Chun-fu, KAN Jun-wu, LI Yong-xian, WANG Xiao
College of Engineering, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004, China
The compressive and tensive characteristics of Magnetorheological(MR) fluid were investigated with a magnetic field. A experiment setup was designed and fabricated to test the compressive and tensive properties and the magnetic behavior of the equipment was analysed by using the ANSYS/Multiphysics. The compressive and tensive resistance of the MR fluid was then measured for different field strengths, and the relation between tensile yield stress and shear yield stress for the same magnetic field was developed. The compressing tests show that the MR fluid has a smaller compressive modulus when a compressive strain is about 0.15. The compressive stress and compressive modulus have an exponential relationship with the compressive strain when they are higher than 0.15.Moreover, the exponent increases with the enhancement of the applied magnetic field. The tensile yield stress is about four times of shear yield stress. According to the results above,The shear yield angle is calculated to be 13.8-16.9&. Obtained results prove the retionability of the physical model for describing the shere stress of MR fluid.
收稿日期&&修回日期&&网络版发布日期&&
国家自然科学基金资助项目(No.);浙江省科技攻关重点项目(No.);浙江省教育厅资助项目(No.Y)
通讯作者: 阚君武 (1965-),男,吉林榆树人,教授,博士生导师,主要从事流体、压电液压马达及压电能量发电及能量收集等方面的研究。E-mail: .cn
作者简介: 王鸿云 (1976-),女,吉林长岭人,博士,讲师,2003年于东北林业大学获得硕士学位,2009年于同济大学获得博士学位,主要从事磁流变液材料及其器件方面的研究。E-mail:
高春甫 (1965-),男,吉林公主岭人,博士,教授,主要从事数控及精密驱动技术方面的研究。E-mail:
作者Email: .cn
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