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摘要:本发明公开了一种岩石试样单轴抗压降温试验装置及试验方法,包括放置台、上垫块、下垫块、应力应变感应片和应力应变数据采集仪;将标准岩石试样加热至设定温度放置在密封水槽中,控制恒温水流速;岩石试样逐级降温、施加载荷,得到不同的试验温度值,绘制关于岩石试样随温度、载荷应力变化的应变关系曲线,计算得到岩体单元可释放应变能。该方法能够避免采用洒水降温方法进行岩石物理力学性质研究存在的弊端,通过以较小的温度变化引起岩石内部应变能的释放,能够为硬脆性隧道围岩的岩爆研究提供一种可行的方法。
主权项:1.一种岩石试样单轴抗压降温试验方法,其特征在于,所述方法采用的试验装置,包括:密封水槽,与保温水箱连通,用于为内置的岩石试样提供所需的温度;保温水箱,用于为密封水槽提供实验恒温水;岩石试样,放置于密封水槽中,外壁贴有应力应变感应片,在密封水槽中进行单轴抗压降温试验;应力应变数据采集仪,获取应力应变感应片感应岩石试样受温度变化的数据,输出至控制系统;密封水槽连通保温水箱形成循环回路,岩石试样置于密封水槽中上下垫有垫块,岩石试样外周设有应力应变感应片,应力应变感应片连接应力应变数据采集仪;所述方法包括:1)制备标准岩石试样,将岩石试样加热至设定温度t0;2)将岩石试样放在密封水槽中,控制密封水槽中的恒温水流速;同时在岩石试样上施压荷载;3)当岩石试样温度降至试验温度ti,记录岩石试样随温度、载荷应力变化的应变值;4)重复步骤2)-3),将加热至设定温度t0岩石试样逐级降温、施加载荷,得到不同的试验温度值t1、t2、……ti,绘制关于岩石试样随温度、载荷应力变化的应变关系曲线,计算得到岩体单元可释放应变能;岩体单元可释放应变能,通过以下步骤计算:外力功所产生的总输入能量为U,岩体与外界进行热交换的能量为Q,Q0,则: (1)式中,Ud为岩体单元耗散能,Ue为岩体单元可释放应变能;外力功所产生的总输入能量表示为: (2)式中,σi为各个方向上的主应力;εi,为各个主应力方向的主应变,i=1、2、3;岩体与外界进行热交换的能量表示为: (3)式中:c为比热容,m为物体的质量,t0为设定温度,ti为试验温度;岩体单元可释放应变能为: (4)式中:E0初始弹性模量,ν为泊松比。
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百度查询: 西安建筑科技大学 一种岩石试样单轴抗压降温试验装置及试验方法
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