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研究生:游威耀
研究生(外文):Wei-Yao Yu
論文名稱:砂岩組構對潛變行為影響之初步研究
論文名稱(外文):A Preliminary Study of Sandstones Texture on Creep Behavior
指導教授:盧佳遇盧佳遇引用關係鄭富書鄭富書引用關係
指導教授(外文):Chia-Yu LuFu-Shu Jeng
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:地質學研究所
學門:自然科學學門
學類:地球科學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2000
畢業學年度:88
語文別:中文
論文頁數:152
中文關鍵詞:砂岩潛變行為
外文關鍵詞:SandstonesCreep Behavior
相關次數:
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近年來台灣西部麓山帶地區隧道開挖與地下施工日益頻繁,為期能減少日後地下開挖和隧道工程災害,故實有必要針對這些第三紀沈積地層的岩石之力學行為進行探討。本研究的目的是對岩石材料的「潛變」行為進行探討。因此,本研究選取四稜砂岩、澳底層枋腳段砂岩、五指山層砂岩、木山層砂岩、大寮層砂岩、南港層砂岩和大理岩等共七個岩層進行短期多階段潛變實驗。
首先,根據ISRM(1979) 的單壓強度分類標準,先將岩石分為軟弱岩石、中強岩石和強岩三類。其中木山層砂岩屬軟弱岩石(1 MPa至50 MPa);大理岩、五指山層砂岩和大寮層砂岩屬中強岩石(50 MPa至100MPa);南港層砂岩、澳底層砂岩和四稜砂岩屬強岩(100MPa以上)。
由潛變實驗結果顯示,無論是軟弱岩石、中強岩石還是強岩,當應力比值愈高時,岩石的軸向和徑向潛變量也會隨之變大。而當應力比值低時,徑向潛變量遠小於軸向潛變量,但是應力比值約大於0.6∼0.8後,徑向潛變量開始顯著增加,到試體破壞前甚至可能超越軸向潛變量。低孔隙率的砂岩(多為強岩)在低應力比值時,有明顯的一次潛變趨勢,但二次潛變趨勢卻不明顯,直到高應力比值時,才會有明顯的二次潛變趨勢。而孔隙率高的岩石,其第一階段的軸向潛變量通常會大於第二階段,其後軸向潛變量才又會隨著應力比值的增加而變大,但是孔隙率低的岩石則較少有這種現象,可能是因為孔隙率高的試體在第一階段開始受壓後,壓密速率急速增加,試體中的孔隙被急速壓密,然後壓密速率漸漸趨向穩定,才會有這種現象。平均粒徑對軸向應變與徑向應變皆呈現負相關。比較澳底層枋腳段砂岩、五指山層砂岩、木山層砂岩和大寮層砂岩,發現基質含量愈多,其徑向潛變量也會愈大。就黏土礦物方面,發現高嶺石對潛變破壞應力有極高的負相關,而綠泥石對潛變破壞應力有極高的正相關。
第一章緒論1
1.1研究動機1
1.2研究目的2
1.3研究方法和內容3
1.4本文內容4
第二章前人研究5
2.1岩石強度之定義5
2.2岩石強度影響因素5
2.2.1 自然營力5
2.2.2 岩石組構7
2.3岩石材料潛變行為9
2.3.1 潛變機制9
2.3.2 潛變模式12
2.3.3 潛變的影響因素16
第三章實驗規範21
3.1試體來源21
3.1.1 四稜砂岩21
3.1.2 澳底層枋腳段砂岩22
3.1.3 五指山層砂岩22
3.1.4 木山層砂岩23
3.1.5 大寮層砂岩24
3.1.6 南港層砂岩24
3.1.7 大理岩25
3.2試體之製作與養護25
3.3實驗項目26
3.3.1 基本物性實驗26
3.3.2 力學試驗27
3.3.3 微觀組構之觀察28
第四章各種岩石之基本性質與潛變行為32
4.1力學性質32
4.2物理性質33
4.3各種岩石之潛變試驗結果34
4.3.1 應力比值對潛變行為的影響34
4.3.2 軸向和徑向潛變量35
4.3.3 孔隙對潛變行為的影響36
4.3.4 基值對潛變行為的影響36
4.4柏格模式說明和討論37
4.4.1 柏格模式簡介38
4.4.2 參數討論39
第五章各種岩石微觀特徵與討論41
5.1礦物組成與平均粒徑41
5.2顆粒形狀參數43
5.3X光繞射分析44
第六章結論與討論45
6.1結論45
6.2討論48
參考文獻50
圖版156
附錄一潛變模式說明163
附錄二黏土礦物鑑定與分析168
附錄三各種岩石潛變實驗結果整理170
附錄四柏格模式參數整理177
中文
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