温度对不同尺寸砂岩巴西劈裂特性影响

为研究高温与尺寸效应耦合作用下的砂岩巴西劈裂特性,分别对经过25、200、400、600、800和1000 ℃高温处理后的标准砂岩试件进行巴西劈裂室内试验,并基于颗粒流软件开展不同尺寸高温砂岩巴西劈裂数值模拟,研究砂岩巴西劈裂强度及其劣化规律、孔隙率增加相对于裂纹扩展贯通的滞后性规律。研究结果表明:（1）在25～1000 ℃的温度范围和50～100 mm的直径范围内,温度与尺寸效应对砂岩巴西劈裂强度均有显著影响,且尺寸效应影响程度更大。在加热过程中,由于岩石内部首先发生热膨胀,然后在热应力作用下产生损伤,因此砂岩劈裂强度先有所增大,在400 ℃之后持续降低,劈裂强度下降约34.66%～35.10%;随着尺寸增大,岩石内部积聚的能量释放产生大量微裂隙,导致砂岩试样劈裂强度降低,下降约55.61%～56.99%。（2）砂岩巴西劈裂强度劣化幅值与其直径之间满足负指数函数关系,可用于预测不同尺寸高温砂岩的巴西劈裂强度。（3）砂岩在巴西劈裂过程中的孔隙率增加相对于裂隙扩展贯通滞后的荷载差值随温度升高以及尺寸增大而增大;考虑两因素的耦合作用,尺寸效应对荷载差值的影响程度随温度的升高而降低,温度对荷载差值的影响程度随砂岩尺寸的增大而降低。研究成果对火灾后顶板维护,初步预测顶板强度具有一定参考意义,也可为核废料处理、地热资源开发和深井工程等涉及高温和尺寸变化的岩体工程设计提供有益参考。      

考虑岩石交界面方向效应的巴西劈裂试验研究

为了研究硬岩与软岩交界面方向对其破坏形式的影响,对含岩石-水泥砂浆(代替软岩)交界面的组合试样进行了多组加载角度的巴西劈裂试验,获得了不同交界面方向的组合试样的\     

巴西圆盘劈裂二维及三维数值模拟研究

为揭示巴西圆盘起裂模式的变化规律及其破裂演化过程,运用连续介质弹塑性分析开展巴西圆盘劈裂二维及三维数值模拟研究。通过开展二维模拟研究,探究压拉比及加载角对试样起裂破坏模式的影响;通过三维模拟研究,探究圆盘试样三维破裂面的形成及扩展过程。二维数值模拟结果表明,接触加载角及压拉比越大,巴西圆盘试样越容易发生中心起裂;端部起裂由剪切破坏引起,而劈裂裂纹进一步扩展则由张拉破坏驱动。三维数值模拟结果表明,初始起裂点位于三维圆盘端面,随加载角增大其逐渐向端面圆心移动;当圆盘发生端面中心起裂时,三维破裂面以弧形边界向试样内部发散扩展。无论圆盘试样发生中心起裂还是端部起裂,由于三维效应巴西劈裂试验可能都会低估岩石的抗拉强度。      

不同荷载条件下低孔隙率砂岩巴西劈裂试验的声发射特性

针对巴西圆盘荷载接触条件对巴西劈裂试验影响的问题，采用声发射监测系统开展线/非线荷载接触条件下低孔隙率砂岩巴西劈裂试验。直径为50 mm，厚度为25 mm的标准巴西圆盘按照同一种传感器三维布设方式布置8个Nano30传感器。在相同的荷载速率下，声发射监测Richter8系统对线/非线荷载两种荷载条件下的巴西圆盘进行准静态加载的波形信号连续记录。通过P波自动到时及网格坍塌搜索算法进行定位，在线/非线荷载条件下分别有1131和931个声发射事件被成功定位。圆盘的起裂位置均在圆盘非中心位置，对于非中心起裂的试验值可能低估了巴西抗拉强度。裂纹下半球极点密度投影分析表明，非线荷载条件下破裂面的局部扭曲程度大于线荷载。试样三维损伤演化结果表明，圆盘所受荷载面积大小，显著影响圆盘损伤累计的时间、释放能量的大小和裂纹扩展的稳定性。对有效声发射定位事件进行矩张量分解获取了两种荷载条件下各向同性部分（ISO）、纯双力偶（DC）和补偿线性矢量偶极成分（CLVD）频率百分比，并采用微裂纹破裂类型分类方法来定量分析震源机制，结果表明巴西劈裂对荷载条件并不敏感，两者均可以解释为近似平行于荷载方向上的张拉裂纹的萌生、扩展及贯通。      

劈裂荷载下的岩石声发射及微观破裂特性

通过开展花岗岩和大理岩巴西圆盘声发射试验,结合扫描电镜进行破裂面微观形貌分析,探讨了劈裂荷载下岩石声发射特性与微观破裂机制的关系.结果表明:基于RA(上升时间与幅值的比值)和AF(平均频率)的变化趋势,不同裂纹模式(拉伸裂纹、剪切裂纹以及复合裂纹)的分布和破坏强度受岩石结构影响,但岩石裂纹演化过程不受其影响.相应地,两种岩样破裂信号均以400～499 kHz为主,100～199 kHz的信号次之,但不同破裂阶段的峰值频率变化趋势显著不同.在微观形貌上,花岗岩劈裂面的微观形貌以层叠状、台阶状及平坦状为主;而大理岩以光滑多面体状为主.此外,结合频率-尺度缩放关系可推测,400～499 kHz的信号应主要来自钾长石、大理岩矿物颗粒内部的破裂;100～199 kHz的信号应主要来自石英矿物颗粒内部不连续分离以及压密阶段矿物颗粒之间的滑移.     

劈裂荷载下的岩石声发射及微观破裂特性

通过开展花岗岩和大理岩巴西圆盘声发射试验,结合扫描电镜进行破裂面微观形貌分析,探讨了劈裂荷载下岩石声发射特性与微观破裂机制的关系。结果表明:基于RA（上升时间与幅值的比值）和AF（平均频率）的变化趋势,不同裂纹模式（拉伸裂纹、剪切裂纹以及复合裂纹）的分布和破坏强度受岩石结构影响,但岩石裂纹演化过程不受其影响。相应地,两种岩样破裂信号均以400～499 kHz为主,100～199 kHz的信号次之,但不同破裂阶段的峰值频率变化趋势显著不同。在微观形貌上,花岗岩劈裂面的微观形貌以层叠状、台阶状及平坦状为主;而大理岩以光滑多面体状为主。此外,结合频率?尺度缩放关系可推测,400～499 kHz的信号应主要来自钾长石、大理岩矿物颗粒内部的破裂;100～199 kHz的信号应主要来自石英矿物颗粒内部不连续分离以及压密阶段矿物颗粒之间的滑移。      

金属材料内部裂纹高温愈合实验研究

给出对纯铜和45号及80号优质碳素钢内部裂纹高温愈合处理的一些实验结果.研究表明:内部裂纹愈合过程中存在比较强烈的原子扩散迁移行为,钢中Fe原子更易于向裂纹愈合区扩散迁移;较长裂纹段的愈合可能依赖于一种分隔愈合机制.     

印度粉和巴西粉的烧结杯实验研究

在唐山不锈钢有限责任公司烧结厂原料条件下对印度粉、巴西粉和地方精矿粉进行了烧结杯实验和烧结矿冶金性能实验,找到了适宜的印度粉和巴西粉配矿方案,能得到较好的烧结指标。     

湿法炼锌锑盐溶解实验研究

本文主要论述了湿法炼锌三段逆锑净化工艺中,新液沉积渣在电解废液中溶解后,对电解工序造成影响的原因及处理办法。湿法炼锌三段逆锑净化工艺,主要分为一段加自产锌粉除铜镉、二段加合金锌粉（加锑盐）除钴镍,三段净化除残镉。通过实验研究表明锑盐在湿法炼锌系统新液、废液中存在微量溶解现象,当新液沉积渣量较大时,会给电解工序造成反溶、烧板等严重影响产量与经济效益的生产事故。     

基于巴西圆盘实验的金属粉末压坯力学性能研究

采用圆弧型加载方式的巴西圆盘实验对2种成分相似的水雾化铁粉(Hgans ASC 100.29和Hgans Distaloy AE)压坯的力学性能进行研究。综合考虑实验装置、压坯的几何特征及材料属性对压坯抗拉强度的影响,引入系数C对巴西圆盘经典抗拉强度公式进行修正,以更加准确地描述压制过程中压坯的力学性能变化。采用高清摄像机进行实时拍摄,对粉末压坯从变形到完全断裂破坏的全过程进行详细的分析描述,利用实验不同阶段获取的数据及巴西圆盘的位移解析解,分别计算压坯的抗拉强度和弹性模量,同时拟合出抗拉强度与相对密度以及弹性模量与相对密度相关的幂函数方程,并将其用于基于广义塑性力学的金属粉末成形数值模拟;此外,将详细的实验图像和数据进一步用于压坯断裂性能的分析。     

基于强度理论的岩石损伤弹塑性模型

根据单轴受力特性曲线唯象地考察岩石材料损伤演化,定义弹性应变表示的一维损伤变量及其本构模型,利用双剪强度理论将其推广至三维模型.塑性是潜在破坏面的摩擦滑移,在传统塑性理论的框架中,建立了基于摩尔-库仑强度理论与潜在滑移面摩擦软-硬化特性的各向异性损伤弹塑性本构关系.结果表明,计算的损伤演化与CT观测结果符合很好,用本文的弹塑性模型反映损伤材料的力学特性是可行的.     

硫氰化亚铜沉淀物过滤性能的试验研究

本文通过硫氰化亚铜沉淀物的压滤试验，对其过滤性能进行了研究，借助微机分析计算，找出了一条处理硫氰化亚铜沉淀物的经济有效的方法。     

熔盐电解制备铜粉的实验研究

文中研究了在NaCl-KCl-CuO体系中采用熔盐电解法直接制取铜粉的方法.基本反应条件为:电解温度740~820 ℃;槽电流12~15 A;阴极电流密度110~140 mA/cm2;槽电压2.2~3.2 V;电解时间1.5~3.5 h.对阴极电解产物进行了X射线衍射（XRD）及铜粉粒度分析,同时用扫描电镜（SEM）及能谱仪（EDS）对产物的形貌及元素含量进行了分析.结果表明:在上述条件下可以得到铜粉末,产物纯度在98 %以上且平均粒度为0.91 μm.      

低温条件下边坡岩石动态力学特性实验研究

我国多年冻结区和季节性冻结区面积广泛,在这些地区进行工程建设和矿产资源开采必须考虑特殊的地质和气候条件,其中寒区边坡的稳定性问题值得研究.以位于西藏自治区的玉龙铜矿为例,矿区平均海拔约4000 m,最冷月日平均最低气温约-20℃,冻结期长,边坡稳定性受冻融作用显著,冻结岩层给爆破开挖带来诸多困难,制约了矿山生产效率.为研究低温条件下边坡岩石的动态力学特性,从西藏玉龙铜矿边坡钻取了大理岩试样,借助含低温控制系统的分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统,对常温干燥、常温饱水和低温冻结三种状态的岩样进行了动态拉压力学实验,以探究温度、含水量对岩石动态力学性质的影响.试验结果表明:(1)受低温水冰相变和岩石基质冷缩的共同影响,-20℃冻结岩样的平均单轴动态压缩、拉伸强度较常温下有所增大.其中,岩石基质的冷缩现象是造成冻结岩石强度显著提高的主要原因.四种应变率下,压缩应力分别增大1.30、1.62、1.41、1.43倍,拉伸应力分别增大1.36、1.28、1.22和1.29倍;(2)受孔隙水软化影响,饱水岩样动态强度小于干燥岩样,因此同一应变率下的实验数据满足规律,即冻结岩样强度最高,干燥次之,...     

白云鄂博西矿岩石可钻性试验研究

岩石可钻性分级是矿山合理组织生产、提高劳动工效的重要指标,采用正确的岩石可钻性分级方法进行分级是露天开采矿山迫切需要的。针对白云鄂博西矿分布复杂、变质化的火成岩进行了全范围有代表性的取样及物理力学特性试验;开展了牙轮钻穿凿各种岩体的现场测试。研究结果表明,矿岩的可钻性与物理力学特性具有很好的相关性。