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研究生:歐全鎰
論文名稱:真三軸應力作用下含孔洞埔里砂岩破壞行為之研究
指導教授:王建力王建力引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:資源工程學系
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:99
中文關鍵詞:真三軸力學行為
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本研究嘗試自行設計並組裝一套簡易真三軸壓力設備。本研究選取埔里砂岩為試驗材料,將之製備成具不同方位角與傾斜角的含孔洞立方試樣,以研究該試樣受壓破壞的行為。本研究以不同比例的三軸壓力,對具不同方位角與傾斜角的含孔洞立方試樣進行壓力破壞試驗。本研究藉由觀察破壞岩樣之外觀,以推測其破壞機制,同時並嘗試以孔壁應力分析及Mohr-Coulomb破壞準則分析探討其破壞行為。
本研究的主要內容為利用自行設計之簡易真三軸壓力設備,針對含孔洞立方埔里砂岩試樣進行低圍壓條件下破壞行為之研究。研究時變換下列因素:1.側向壓力、2.孔洞方位角、以及3.孔洞傾斜角。
本研究發現:
1. 破壞覆蓋壓力大致隨傾斜角之增加而減小。整體觀之,側向壓力比的影響似較不明顯。此外,方位角對於破壞時之覆蓋壓力的影響較不明顯。不同側向壓力比對於破壞覆蓋壓力的影響則較大。
2. 試樣主要之破壞機制有有孔洞內部之壓力破壞、張力破壞、沿孔洞傾斜裂面之剪力破壞、與薄片剝離之邊界破壞。
3. 若假設在破壞前之岩石為無限大均質等向線彈性材料且在孔壁發生最大之應力集中,發現在孔壁週圍同時有剪應力以及張應力存在。
4. 發現破壞包絡線與側向壓力比、傾斜角、以及方位角間之關係並不明顯,無法歸納出一確定之關係,此可能是所施加之圍壓過小,其破壞模式並未有顯著改變所致。觀察各試體破壞時之最大剪應力越大時其對應之最大張應力也越大,此指當圍壓增加時,岩石之抗張強度亦將提高。
目錄
摘要I
致謝II
目錄III
表目錄V
圖目錄VI
第一章 緒論
1-1研究動機及目的…………………………………….…………………..1
1-2 研究內容………………………………………………………………..2
第二章 相關研究
2-1 文獻回顧……………………………………………………………….3
2-2 孔壁應力分析………………………………………………………….5
2-3 Mohr-Coulomb 破壞準則……………………………………………...8
2-4 真三軸試驗…………………………………………………………….9
第三章 試驗材料、設備與方法
3-1 試驗材料………………………………………………………………14
3-2 含孔洞立方試體製作…………………………………………………18
3-3 試驗設備………………………………………………………………20
3-3-1 真三軸室…..…………………………………………………20
3-3-2 壓力系統26
3-3-3 量測記錄系統28
3-4 試驗方法33
第四章 結果與分析
4-1試驗結果35
4-2破壞模式之觀察39
4-3孔壁應力分析55
4-4 Mohr-Coulomb破壞準則84
第五章 結論與建議
5-1 結論95
5-2 建議97
參考文獻
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