花岗岩物理力学性质与宏微观力学特性研究

论文摘要

我国地域辽阔岩石种类丰富,花岗岩作为岩石中的重要组成部分,在岩石工程实践中有众多应用,因此了解花岗岩的地质成因、细观结构和力学性质是十分必要的。有鉴如此,本文针对花岗岩物理力学性质与宏微观力学关系开展归纳总结与实验研究,得到如下结论:(1)系统总结了花岗岩地质成因和壳幔、构造环境以及大陆增生的关系,以及花岗岩国外和国内主要的分类方式,并比较了这些分类方式的优缺点;进一步分析了花岗岩在不同温度、不同风化程度和破坏程度的细观结构特征。(2)系统总结了花岗岩在风化条件、温度条件、荷载条件下的力学性质。研究了不同风化程度、不同温度以及不同加卸载条件下,花岗岩的主要破坏模式及其抗压强度、弹性模量和泊松比等力学参数的变化规律。(3)针对大岗山花岗岩,通过室内单轴试验和三轴试验得到大岗山花岗岩的弹性模量、粘聚力和摩擦角等宏观力学参数;进一步通过X射线衍射试验和电镜扫描试验研究了花岗岩矿物成分比例及其基本微观特征;在此基础上,先后采用微米、纳米压痕试验,获得了大岗山花岗岩中矿物成分中石英、长石的弹性模量和硬度等力学参数。(4)结合大岗山花岗岩宏微观力学参数测试成果以及矿物成分比例结果,基于遗传模糊算法研究大岗山花岗岩的宏微观力学参数之间的关系并建立相应经验表达式,结果表明:花岗岩的弹性模量随围压的增大而增大;石英和长石的弹性模量基本决定了花岗岩的弹性模量,但石英的弹性模量起的作用相对要大些,相关认识对于花岗岩宏微观力学性质研究具有重要意义。图65表19参215

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 概述
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 地质成因及分类研究现状
•     1.2.2 细观结构研究现状
•     1.2.3 力学性质研究现状
•   1.3 本文主要研究内容及方法
• 2 花岗岩地质成因与分类
•   2.1 概述
•   2.2 花岗岩地质成因
•     2.2.1 花岗岩成因与壳幔关系
•     2.2.2 花岗岩成因与构造环境关系
•     2.2.3 花岗岩成因与大陆增生关系
•   2.3 花岗岩的分类
•     2.3.1 概述
•     2.3.2 花岗岩分类进程
•     2.3.3 国际花岗岩分类
•     2.3.4 国内花岗岩分类
•   2.4 国内各地区花岗岩研究现状
• 3 花岗岩细观结构
•   3.1 概述
•   3.2 花岗岩矿物成分特征
•   3.3 花岗岩细观结构特征
•     3.3.1 不同温度花岗岩细观结构特征
•     3.3.2 不同风化程度花岗岩细观结构特征
•     3.3.3 破坏过程中花岗岩细观结构特征
•   3.4 本章小结
• 4 花岗岩力学性质
•   4.1 概述
•   4.2 花岗岩力学性质
•     4.2.1 不同风化程度花岗岩力学性质
•     4.2.2 不同温度花岗岩力学性质
•     4.2.3 不同荷载条件花岗岩力学性质
•   4.3 花岗岩宏观力学试验
•     4.3.1 试样与试验设备
•     4.3.2 试验方法
•     4.3.3 试验结果分析
•   4.4 本章小结
• 5 花岗岩矿物成分与宏微观力学关系
•   5.1 概述
•   5.2 压痕试验设备及过程
•     5.2.1 压痕试验设备
•     5.2.2 压痕试验过程
•   5.3 试验结果分析
•     5.3.1 花岗岩矿物成分及比例
•     5.3.2 微观力学性质分析
•     5.3.3 宏微观力学性质关系
•   5.4 本章小结
• 6 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 季京晨

导师: 盛谦

关键词: 花岗岩,地质成因,细观结构,力学性质,宏微观关系,压痕试验

来源: 安徽理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 安徽理工大学

分类号: TU45

DOI: 10.26918/d.cnki.ghngc.2019.000075

总页数: 83

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