(3.237.97.64) 您好!臺灣時間:2021/03/03 01:55
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:黃耀增
研究生(外文):Yao-tseng Huang
論文名稱:單壓下砂岩微觀變形與機制研究
論文名稱(外文):A preliminary study of micro-deformation and mechanism of sandstone through uniaxial tests
指導教授:翁孟嘉翁孟嘉引用關係
指導教授(外文):Meng-chia Weng
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄大學
系所名稱:土木與環境工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:133
中文關鍵詞:木山層砂岩數位影像相關係數法微觀
外文關鍵詞:weak sandstonedigital image correlationmicroscopic mechanism
相關次數:
  • 被引用被引用:2
  • 點閱點閱:162
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:27
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
台灣西部的麓山帶其地質年代年輕,以未變質的第三世紀砂岩為主。此類砂岩由於成岩作用時間短,大部分強度都不高且膠結及壓密程度都不佳,在遇水後有強度大幅度弱化的傾向,所以很多大型建設在遭遇到此類岩層時,常常產生一些施工災害。若從微觀的角度觀察,影響砂岩力學特性主要是在顆粒跟基質這兩部份,且進入微觀的角度後,在釐清顆粒與基質的受力與應變上的難度就增加許多。
本研究係以木山層砂岩、大寮層砂岩為研究對象。對乾燥及含水兩種狀態下之岩石試體,利用萬能材料試驗機進行單壓試驗,並透過數位影像相關係數法進行分析。
試驗結果顯示:研究中採用之木山層砂岩與大寮層砂岩都有遇水後強度弱化的現象。
分析結果顯示:
乾燥時,基質受到的軸向應變、剪應變都較顆粒大,但在砂岩遇水後,顆粒與基質受到的軸向應變、體積應變以及剪應變都會增大,且可看到顆粒與基質應變大小相近。
而就變形模數來看,隨著應力增大,割線模數有硬化的趨勢,可以看到在同樣的strength ratio情形下,乾燥試體的割線模數比含水試體來的大,且顆粒的割線模數比基質大;切線模數的部份則是乾燥試體的切線模數大於含水試體。
This study explores the mechanism associated with the characteristics of the weak sandstone from micro-vision. Firstly, uniaxial tests with tiny specimens are conducted and the photographs of deformation could be obtained simultaneously using microscope. Then, the digital image correlation (DIC) technique is used to effectively measure the whole strain field in micro-vision.
According to the analysis results, the deformation of weak sandstone possesses the following characteristics: (1) when specimens are dry, axial strain and shear strain of matrix are larger than those of grain; when specimens are wet, the strain of grain and matrix are very close; (2) deducing from stress-strain curves, the secant modulus and tangent modulus of each specimens can be obtained, and the secant modulus of grain are higher than that of matrix when specimens are dry, and the tangent modulus exhibits similar tendency.
中文摘要 1
英文摘要 2
第一章 緒論 3
1.1 研究動機 3
1.2 研究目的 3
1.3 研究內容與方法 4
1.4 本文內容 4
第二章 文獻回顧 6
2.1麓山帶砂岩力學特性 6
2.1.1遇水弱化特性 6
2.1.2變形特性 7
2.2數位影像相關係數法(Digital Image Correlation - DIC) 9
2.2.1數位影像相關係數法應變分析理論基礎 10
2.3分離元素法(Discrete Element Method - DEM) 13
2.3.1顆粒流動模型 13
2.3.2接觸行為判斷說明 14
2.3.3接觸行為的三種基本模式 15
第三章 研究方法與實驗規劃 18
3.1試體來源 18
3.2實驗所需試體製備方式 19
3.3實驗方法與規劃 21
3.3.1岩石單壓試驗 21
3.3.2數位影像關係分析程式 21
3.4實驗儀器 23
3.4.1 電子式萬能材料試驗機 24
第四章 實驗結果與後續分析 40
4.1應變場分析結果 40
4.2應力-應變關係 45
4.2.1顆粒與基質 45
4.2.2木山層砂岩與大寮層砂岩 47
4.2.3彈性應變、塑性應變 47
4.2.4 變形模數 48
第五章 數值模擬 104
5.1粒徑分佈曲線 104
5.2 PFC建模步驟 105
5.2.1建立牆與球 105
5.2.2消除浮點(floaters)數 106
5.2.3拆除左右兩側牆 106
5.2.4給定各項參數 107
5.3開始模擬 107
5.4模擬結果 108
第六章 結論與建議 115
6.1結論 115
6.2建議 116
參考文獻 117
問題集 121
[1] 朱凌毅(1998),砂岩弱化微觀機制之實驗研究,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文。
[2] 李國誌(2002),應用數位影像關係法於微試件變形之量測,國立成功大學機械工程學系碩士論文。
[3] 林傑(1997),軟弱砂岩剪脹及潛變行為研究,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文。
[4] 林錫宏(1999),砂岩破裂過程參數之影響因素初探,國立中央大學應用地質研究所碩士論文。
[5] 施明祥、宋文沛、童士�琚B郭瑞昭、楊婕(2006),數位影像相關係數法於非均質材料應變分析及裂縫觀測之應用,中華民國第八屆結構工程研討會,南投縣,編號M-008。
[6] 唐孟瑜(1998),木山層砂岩變形行為之研究,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文。
[7] 翁孟嘉(2002),麓山帶砂岩之力學特性及其與維組構關係研究,國立台灣大學土木工程學研究所博士論文。
[8] 郭瑞昭、童士�琚B施明祥、陳志慶(2005),數位光學測量於固體材料變形分析之應用,九十四年電子計算機於土木水利工程應用研討會,南投縣,編號M-008。
[9] 張裕沅(2007),乾/濕砂岩力行為差別初探,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文。
[10] 黃鑑水(1988),臺灣地質圖說明圖幅第四號-臺北,經濟部中央地質調查所。
[11] 鄭富書、林銘郎、黃燦輝、洪如江(1996),長隧道工程技術之研究-台灣北部隧道天然施工障礙之研究,國立台灣大學土木系研究報告,交通部,127頁。
[12] 蔣志宏(2007),分離元素法應用於土石流行為之研究,朝陽科技大學營建工程系碩士論文。
[13] Atkinson, B. K. (1979) Subcritical crack propagation in rocks theory, experimental results and applications. J. Struct. Geol., 14, 41-56.
[14] Brace, W. F., Paulding, B. and Scholz, C. (1966), Dilatancy in the fracture of crystalline rocks. Journal of Geophysical Research, 71, 3939-3953.
[15] Chu, T. C., Ranson, W. F., Sutton, M .A. and Peters, W. H. (1985), Application of Digital-Image-Correlation Techniques to Experimental Mechanics, Experimental Mechanics, 25(3), 232-244.
[16] Dobereiner, L. and De Freitas, M. H. (1986), Geotechnical properties of weak sandstone. Geotechnique, 36(1), 79-94.
[17] Dost, M., R�刞mler, N., Kieselstein, E., Erb, R., Hillmann, V. and Gro�惷r, V. (1999), Correlation Analysis at Grey Scale Patterns in an in-situ Measuring Module for Microsystem Technology, Materials Mechanics – Fracture Mechanics – Micromechanics, Eds. T. Winkler, A. Schubert, pp. Berlin/Chemnitz,259-266.
[18] Goodman, R. E. (1989), Introduction to rock mechanics, 2nded. John Wiley & Sons, New York.
[19] Lama, R. D. and Vutukuri, V. S. (1978), Handbook on mechanical properties of rock. Vol.2, Trans. Tech. Public., 57-59.
[20] Lin, M. L. and Hung, J. J. (1982), The influence of moisture content on mechanical properties of some sedimentary rocks in Taiwan. Proc. of the 7th Southeast Asian Geotechnical Conference, 22-26, Nov, 1982, Hong Kong.
[21] Potyondy D. O. and Cundall P. A. (2004), A bonded-particle model for rock. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 41, 1329-1364.
[22] Raffard, D., Ienny, P. and Henry, J. P., (2001), Displacement and Strain Fields at a Stone/Mortar Interface by Digital Image Processing, Journal of Testing and Evaluation. 29, 115-122.
[23] Sutton, M. A., Turner, J. L., Bruck, H. A. and Chae, T. A. (1991), Full-field Representation of Discretely Sampled Surface Deformation for Displacement and Strain Analysis, Experimental Mechanics, 31, 168-177.
[24] Tung, S. H., Kuo, J. C. and Shih, M. H. (2005), Strain Distribution Analysis Using Digital-Image-Correlation Techniques, The Eighteenth KKCNN Symposium on Civil Engineering-NTU29, December 19-21, 2005, Taiwan.
[25] Vellinga, W. P. and Onraet, S. (2000), Measurement of Strain Fields in the Micron Range, Proceedings of the joint Meeting of the BVM and the NVvM 2000 in Papendal, Arnhem, 110-111.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔