加溫過程中缺陷花崗巖的耦合損傷

高紅梅,　蘭永偉,　陳　勇,　李長鳳

(1.黑龍江科技大學 建筑工程學院, 哈爾濱 150022； 2.黑龍江科技大學 礦業工程學院, 哈爾濱 150022)

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加溫過程中缺陷花崗巖的耦合損傷

高紅梅1,蘭永偉2,陳勇1,李長鳳1

(1.黑龍江科技大學 建筑工程學院, 哈爾濱 150022； 2.黑龍江科技大學 礦業工程學院, 哈爾濱 150022)

為了能夠正確評價溫度作用下缺陷花崗巖的損傷機理，應用熱力學、Maxwell應力理論，建立關于集中應力的非線性齊次微分方程，求解出花崗巖缺陷內部集中應力的表達式。采用應變等效原理，把缺陷花崗巖的受熱狀態分解成兩種狀態，即宏觀缺陷的花崗巖受熱狀態和隨機微觀缺陷的花崗巖受熱狀態。全面分析了宏觀裂紋花崗巖的受熱過程中的損傷。細致研究內部微觀隨機性缺陷在受熱作用下的損傷的耦合。推導了考慮宏、細觀缺陷耦合的花崗巖復合損傷模量的計算公式。該理論推導公式可以為地熱開發提供參考。

缺陷花崗巖； 宏觀損傷； 微觀損傷； 集中應力

0　引　言

天然花崗巖本身細觀結構是由黑云母與石英、長石等晶粒組成的復雜混合體，花崗巖由于成巖過程和成巖環境的差異，都會隨機地賦存一定的宏觀和微觀缺陷。這些天然缺陷或外界條件影響造成的缺陷，大大降低了花崗巖的力學性能，造成花崗巖力學性能的非連續性和均一性?；◢弾r加熱后，組成花崗巖的不同礦物顆粒膨脹系數不同，顆粒之間變形相互制約形成熱應力。熱應力會使得缺陷處出現應力集中現象，會使缺陷處顆粒出現損傷破壞，加速了花崗巖的破壞速度。……