本文關(guān)鍵詞：磷塊巖晶界受力開裂破壞規(guī)律試驗研究

  更多相關(guān)文章： 磷塊巖 微觀結(jié)構(gòu) 晶界 裂紋擴展 試驗研究

【摘要】：目前大多關(guān)于巖石的力學(xué)研究都是在宏觀尺度下進行的,巖石是多尺度材料,外部荷載作用使得巖石宏觀斷裂乃至破壞是由于巖石微觀裂紋萌生、發(fā)育、貫通所引起的。所以對巖石微觀裂紋進行研究,對巖石宏觀力學(xué)性質(zhì)的理解和研究有十分重要的的意義。巖石細(xì)觀力學(xué)試驗從巖石損傷理論出發(fā),以晶界為觀察尺度,構(gòu)建試驗方法,解決試驗取樣、制樣、設(shè)備、試驗程序等問題。試驗采用掃描電鏡作為觀測工具,以貴州開磷集團馬路坪礦,湖北興發(fā)集團瓦屋磷礦磷塊巖作為試驗對象進行試驗觀察,獲得大量巖石細(xì)觀結(jié)構(gòu)圖片。在對磷塊巖細(xì)觀結(jié)構(gòu)有一定了解的基礎(chǔ)上,對加工成型符合巖石力學(xué)試驗標(biāo)準(zhǔn)的試樣進行巖石單軸試驗和三軸試驗,得到巖石裂紋宏觀破壞圖片資料及巖石力學(xué)參數(shù),將受力破壞后的試樣取開裂處巖片再次進行電鏡掃描觀測,觀察晶界裂紋及其走向。綜合以上試驗結(jié)果,由微觀結(jié)構(gòu)推測其晶界破壞弱面,再對宏觀力學(xué)試驗進行分析解釋,最后由破壞試件開裂電鏡掃面結(jié)果印證該推測。該試驗得出的結(jié)論是,完整度高的磷塊巖單軸和三軸強度高;方解石和膠磷礦的組合膠結(jié)較差,巖石本身裂隙豐富且發(fā)育,巖石完整性差,強度較低;顆粒形態(tài)及顆粒間的膠結(jié)程度對磷塊巖宏觀力學(xué)的影響十分顯著,磷塊巖受力壓縮,幾種晶界弱面中最先遭到破壞的是膠磷礦與白云石的接觸晶界,兩種晶粒大小相差懸殊,難以獲得較好的膠結(jié)程度,受到力的壓縮,接觸晶界間的孔洞延展發(fā)育,形成微裂紋在力的作用下沿晶界擴展。磷塊巖晶界受力開裂破壞規(guī)律試驗研究對磷塊巖地下開采具有重要的工程實踐價值,能夠根據(jù)研究所得到晶界弱面判斷巖層的性質(zhì),可以改變爆破時的布控可能實現(xiàn)降低單耗的目標(biāo);支護上,需要避開易產(chǎn)生裂紋的巖層來調(diào)整錨桿的長度達(dá)到更安全的井下環(huán)境。磷塊巖的微觀力學(xué)行為的研究對磷塊巖力學(xué)研究找到一個新的方法和手段,并且具有十分重大的理論和工程價值。
【關(guān)鍵詞】：磷塊巖 微觀結(jié)構(gòu) 晶界 裂紋擴展 試驗研究
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD315
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 前言10-22
• 1.1 概述10-13
• 1.1.1 世界磷塊巖資源分布10
• 1.1.2 我國磷塊巖資源分布及特點10-11
• 1.1.3 磷塊巖開采現(xiàn)狀11-13
• 1.2 國內(nèi)外晶界裂紋相關(guān)研究13-18
• 1.3 研究目的及預(yù)期目標(biāo)18-21
• 1.3.1 研究目的19-20
• 1.3.2 預(yù)期目標(biāo)20
• 1.3.3 研究思路20-21
• 1.4 本章小結(jié)21-22
• 第2章 晶界破壞機理22-30
• 2.1 晶界尺度研究的意義22-23
• 2.2 晶界力學(xué)相關(guān)研究23-26
• 2.3 巖石晶界破壞機理26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第3章 磷塊巖及試樣工程地質(zhì)背景30-38
• 3.1 磷塊巖微觀結(jié)構(gòu)30-32
• 3.2 磷塊巖宏觀力學(xué)特征32-35
• 3.3 試樣工程地質(zhì)背景35-37
• 3.3.1 馬路坪礦35
• 3.3.2 瓦屋磷礦35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 試驗設(shè)備及方法38-54
• 4.1 試樣加工設(shè)備及方法38-41
• 4.2 晶界尺度研究方法41-48
• 4.2.1 電鏡掃描法42-43
• 4.2.2 紅外檢測法43-44
• 4.2.3 CT法44
• 4.2.4 光學(xué)電子顯微鏡44-46
• 4.2.5 微觀試驗及設(shè)備46-48
• 4.3 巖石單軸試驗儀48-49
• 4.4 巖石三軸試驗49-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第5章 試驗結(jié)果分析54-82
• 5.1 試樣準(zhǔn)備54-57
• 5.2 磷塊巖微觀結(jié)構(gòu)試驗57-63
• 5.3 磷塊巖宏觀破壞規(guī)律研究63-74
• 5.3.1 磷塊巖三軸試驗63-66
• 5.3.2 磷塊巖單軸破壞66-71
• 5.3.3 磷塊巖破壞理論分析71-74
• 5.4 磷塊巖晶界破壞分析74-80
• 5.4.1 磷塊巖晶界SEM分析研究74-78
• 5.4.2 磷塊巖晶界起裂規(guī)律分析78-80
• 5.5 本章小結(jié)80-82
• 第6章 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 結(jié)論82
• 6.2 展望82-84
• 參考文獻(xiàn)84-90
• 攻讀碩士期間已發(fā)表的論文90-92
• 致謝92

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：824377