跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(35.175.191.36) 您好!臺灣時間:2021/07/31 01:08
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

: 
twitterline
研究生:藍計侖
研究生(外文):Gei-Lun Lan
論文名稱:溫度循環作用後砂岩力學性質之研究
論文名稱(外文):A Study of the Mechanical Properties of Sandstone After Cyclic Thermal Action
指導教授:王建力王建力引用關係
指導教授(外文):Chein-Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:資源工程學系碩博士班
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:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:彈性模數裂縫再結晶溫度循環作用燒結泊松比砂岩
外文關鍵詞:elastic moduluscrackrecrystallizationcyclic thermal actionthermal treatmentPoisson`s ratiosandstone
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:140
  • 評分評分:
  • 下載下載:21
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本研究探討砂岩受溫度循環作用後與力學性質之相關性。採用隧道開採出之砂岩進行高溫循環熱開裂試驗與溫度循環後單軸壓縮試驗。分別對砂岩在400℃及800℃兩個溫度作1次到5次的燒結,以進行高溫循環熱開裂試驗,藉此量測觀察其體積、密度及外觀型態上的變化。分別在25℃、200℃、400℃、600℃與800℃五個溫度階段,作1次跟5次的循環燒結,並進行高溫後單軸抗壓試驗,來探討砂岩受高溫及溫度循環後對力學性質之影響。研究結果顯示,高溫使砂岩的外觀型態發生改變,於400℃與800℃,體積、密度皆以第一次燒結所產生的變化最大。隨著溫度升高,尖峰應力、尖峰應變增加,彈性模數、泊松比降低。隨著循環次數的增加,尖峰應變的增加,彈性模數、泊松比的降低,就越明顯。由SEM與礦物組成分析顯示,於高溫下造成的再結晶,影響裂縫擴張與增加。溫度與溫度循環所引起的熱應力作用和微結構變化皆是影響砂岩力學性質發生改變的原因。
This study investigated the mechanical properties of sandstones under various cyclic thermal effects. Both the thermal cracking test under cyclic high temperature and the uniaxial compression test after each cyclic thermal action have been carried out in this study. On the thermal cracking test under cyclic high temperature, the thermal treatments on the sandstone samples were repeated one to five times at temperature of 400℃ and 800℃, respectively. The observation of the changes on the volume, density, and appearance of the samples were made. On the uniaxial compression tests, the thermal treatments on the samples were also repeated one and five times at the temperature of 25℃, 200℃, 400℃, 600℃, and 800℃, repectively. The mechanical properties including elastic modulus and Poisson`s ratio at high temperature and after cyclic thermal action were obtained. The experimental results show that the changes of volume, density, and appearance caused by high temperature of 400℃ and 800℃ are the most significant at the first cycle of thermal treatment. Higher temperature leads to increase in the peak stress and peak strain while decrease in elastic modulus and Poisson`s ratio. Moreover, the increase in the number of thermal cycle would lead to increase in the peak strain while decrease in elastic modulus and Poisson’s ratio. From the SEM and X-Ray analysis, it is illustrated that the recrystallization in high temperature has an effect on the potential of micro-crack propagation. The thermal stress and microstructural changes caused by high temperature and cyclic temperature are major factors which affect the mechanical properties of sandstone.
誌謝………………………………………………………………………I
摘要…………………………………………………………………II
Abstract…………………………………………………………………III
目錄……………………………………………………………………IV
表目錄…………………………………………………………………VI
圖目錄………………………………………………………………VIII
第一章 緒論……………………………………………………………1
1.1 研究動機與目的………………………………………………1
1.2 研究內容與流程………………………………………………2
第二章 文獻回顧………………………………………………………4
2.1 高溫作用對岩石強度的影響…………………………………4
2.2 高溫作用對岩石應變的影響.........................10
2.3 高溫作用對岩石彈性模數的影響.....................11
2.4 高溫作用對岩石泊松比的影響.......................13
2.5 高溫作用對岩石型態變化的影響.....................15
第三章 試體準備與試驗設備及方法………………………………17
3.1 本研究砂岩性質之相關介紹.........................18
3.2 試驗設備.........................................22
3.2.1 自動溫度控制高溫爐..........................22
3.2.2 載重系統及資料擷取系統……………………………23
3.3 試體製備………………………………………………………26
3.3.1 高溫循環熱開裂試驗…………………………………26
3.3.2 溫度循環後單軸抗壓試驗......................27
3.3.2.1 試體製作………………………………………27
3.3.2.2 應變計黏貼過程………………………………29
3.4 試體編號………………………………………………………32
3.4.1 高溫循環熱開裂試驗…………………………………32
3.4.2 高溫循環後單軸抗壓試驗……………………………33
3.5 試驗步驟………………………………………………………34
3.5.1 溫度循環後單軸抗壓試驗……………………………34
3.5.2 高溫循環熱開裂試驗…………………………………35
第四章 試驗結果與討論……………………………………………37
4.1 高溫循環熱開裂試驗結果……………………………………37
4.1.1 燒結400℃與800℃試體破裂情形結果討論………39
4.1.2 燒結400℃與800℃試體體積變化結果討論………42
4.1.3 燒結400℃與800℃試體密度變化結果討論………46
4.2 溫度循環後單軸抗壓試驗結果………………………………49
4.2.1 尖峰應力………………………………………………52
4.2.2 尖峰應變………………………………………………54
4.2.3 彈性模數………………………………………………57
4.2.4 泊松比.......................................59
4.3 SEM分析與礦物組成元素分析………………………………61
4.3.1 SEM分析………………………………………………61
4.3.2 礦物組成元素分析……………………………………64
第五章 結論與建議…………………………………………………68
5.1 結論……………………………………………………………68
5.2 建議……………………………………………………………71
參考文獻………………………………………………………………72
1.王穎鐵,張宏君,黃醒春,邱一平,「高溫作用下大理岩應力-應變過程試驗研究」,岩石力學與工程學報,2002。
2.甲仙-台灣地質圖,「長枝坑層」,經濟部中央地質調查所數值地質圖資料庫,2009。
3.朱合華,曾令軍,鄧濤,「三種岩石高溫後力學性質的試驗研究」,
岩石力學與工程學報,2006。
4.朱珍德,朱明禮,渠文平,阮懷寧,「高溫週期變化與高圍壓作用下大理石力學特性試驗研究」,岩土力學,2007
5.杜守繼,「高溫後花崗岩力學性能的試驗硏究」,岩石力學與工程學報,2004。
6.吳剛,邢愛國,張磊,「砂岩高溫後的力學特性」,岩石力學與工程學報,2007。
7.夏小和,王穎鐵,黃醒春,沈為平,「高溫作用對大理岩強度及變形特性影響的實驗研究」,上海交通大學學報,2004。
8.陳聖文,「岩石熱力學與力學性質之研究-以三種岩石為例」,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,2008。
9.陳鴻益,「高溫歷程對岩石強度與變形性質之影響」,國立台灣科技大學營建工程技術研究所碩士論文,2002。
10.楊豐榮,「曾文水庫越域引水隧道水文地質研究」,第五屆海峽兩岸隧道與地下工程學術與技術研討會,2006。
11.張連英,馮梅梅,杜春志,楊逾,「高溫狀態下石灰岩力學性質的初步研究」,岩石力學與工程學報,2006。
12.張淵,張賢,趙陽升,「砂岩的熱破裂過程」,地球物理學報,
  2006。
13.Bauer, S. J. and Johnson, B. “ Effects of slow uniform heating on the physical properties of the Westerly and Charcoal Granites ” Proc. 20th Symp. on Rock Mechanics., Austin Texas,ASCE. pp. 7-18, 1979.

14.B.D. Cullity, Elements of X-ray diffraction, Addison-Wesley Publishing Company, Inc. 2nd ed., London, 1978.

15.Hughes,D. S. and Maurette, C. K., “Variation of elastic moduli of igneous Rocks with pressure and temperature ” Geophysic, Vol. 21, No.2,pp.22-31,1956.

16.Heuze, F. E., “High temperature mechanical, physical and thermal properties off Granitic Rock-A Review ” International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, Vol. 20, No.1, pp.3-10, 1983.


17.R. S. C. Wai & K.Y. Lo & Rowe R. K., “Thermal stress analysis in rocks with nonlinear properties,"International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts. Vol. 19. pp. 211-220, 1982

18.Yoshinori Inada & Naoki Kinoshital & Akira Ebisawa & Shinji Gomi, “strength and deformation characteristics of rocks after undergoing thermal hysteresis of high and low temperatures,” International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts.Vol. 34.No. 140,1997.
連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top