敦煌石窟砂岩吸水特性及力学效应试验研究_郝耐
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莫高窟砂岩有压吸水特性及渗流作用试验研究郝耐;王永亮;张秀莲;秦新展;何满潮【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)024【摘要】为研究液态水渗流作用对莫高窟围岩风化产生的影响,采用深部软岩水理作用智能测试系统进行莫高窟砂岩试样的有压吸水试验,并对砂岩有压吸水特性与无压吸水特性进行对比分析.试验结果表明,两种吸水模式下,试样吸水后最终达到的饱和吸水率相近,但有压吸水的平均吸水速率是无压吸水的11倍.相比于毛细作用,水分的渗流作用对于莫高窟围岩的风化作用更为显著.试验技术为评价莫高窟围岩风化程度提供了可行的手段.【总页数】5页(P58-62)【作者】郝耐;王永亮;张秀莲;秦新展;何满潮【作者单位】中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室 , 北京100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院 , 北京100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院 , 北京100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室 , 北京100083;中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室 , 北京100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院 , 北京100083;中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室 , 北京100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院 , 北京100083;中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室 , 北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD315【相关文献】1.砂岩吸水过程与吸水特性的核磁共振实验研究 [J], 张倩;董艳辉;童少青2.敦煌石窟砂岩吸水特性及力学效应试验研究 [J], 郝耐;张秀莲;王淑鹏;秦新展;何满潮3.不同卸荷损伤程度砂岩吸水特性试验研究 [J], 赵二平;贾小兵;龚章龙;李建林4.采空区破碎砂岩承压变形特性试验研究 [J], 孙亚楠; 张培森; 颜伟; 闫奋前; 吴俊达5.大姚铜矿紫色砂岩的压拉变形特性试验研究 [J], 谢强;余贤斌;张永兴;纳裕康因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
敦煌莫高窟第108窟西壁岩体内温湿度变化规律研究一前言莫高窟是世界上著名的文化遗产之一,但是,赋存环境的变化和壁画自身材质的劣化也给它带来了很多的难题,壁画盐害就是其中之一。
张明泉、张虎元等通过分析壁画病害机理,认为盐分在水分的作用下,运移到地仗层和壁画层以及它们的接触界面上,发生水化、离子交换和重结晶作用,从而破坏了地仗层和壁画的结构,导致了病害的发生。
王旭东认为,在对干旱环境中的土遗址进行保护时,多因素耦合共同作用对土遗址劣化的研究较少,尤其是温度对土遗址作用的研究更少。
郭青林等在对莫高窟底层洞窟的岩体进行水汽与盐分空间分布及其关系的研究中,对岩体内盐分的分布规律以及盐分与水汽的关系进行过详细的阐述,并指出,温湿度和盐分有很好的关联性。
杨善龙概要论证了洞窟岩体内的温度和湿度之间的关联以及它们在岩体内的分布规律。
本文以最近三年收集到的第108窟岩体内温湿度实测数据为依据,重点分析了它们在岩体内水平和垂直方向上的变化规律。
作为一对耦合因素,温湿度在盐分的运移中所扮演的角色,学者们已经有过详细的阐述[5-14]。
本研究对了解洞窟岩体内温湿度的变化规律,进一步研究壁画病害的产生机理,并做出相关的保护决策有重要意义;同时也为下一步研究岩体内部温湿度和洞窟内温湿度的相关性提供依据。
二监测设置敦煌莫高窟第108窟为五代时所建的大型洞窟,位于莫高窟南区中部偏南,属于底层洞窟。
洞窟壁画产生了大量病害,以西壁最为严重,目前西壁壁画大部分已经脱落,仅在西北上部还保存有一块壁画(图1)。
为研究岩体内的温湿度变化,我们在洞窟西壁壁画脱落处设置了2个钻孔,安装温湿度仪(瑞士rotronic)以监测岩体内的温湿度变化,钻孔的位置分布如图2所示。
其中每个钻孔按不同深度分别布置了7个探头,探头的分布位置见图3。
三数据分析与讨论自2008年5月以来截止本文撰写时,洞窟的温湿度一直在监测当中,期间由于电池断电或者设备故障的缘故,个别月份或个别探头的数据存在缺失。
不同卸荷起点应力水平砂岩卸荷力学特性试验研究贾小兵【期刊名称】《《华北水利水电学院学报》》【年(卷),期】2019(040)005【总页数】4页(P83-86)【关键词】砂岩; 开挖卸荷; 初始损伤; 卸荷起点应力水平【作者】贾小兵【作者单位】三峡电力职业学院湖北宜昌443000; 三峡库区地质灾害教育部重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443002【正文语种】中文【中图分类】TU43实际工程建设中,往往会遇到岩体的开挖。
岩体开挖以后,由于荷载的卸除,应力重新分布,会对岩体造成一定的损伤。
因此,岩体在加载时的力学特性与卸荷时的力学特性有明显不同。
20世纪90年代,哈秋舲在三峡工程建设的实践中,首先提出卸荷岩体力学的概念,之后,不同学者针对不同的岩体采用不同的卸载方式对岩体的卸荷特性进行了试验以及理论研究。
李建林等[1]通过对花岗岩真三轴试验的研究,得出了卸荷量与变形模量之间的对应关系,为类似工程提供了依据。
AUBERTIN M等[2]认为,在开挖卸荷条件下,岩体可表现为剪缩和剪胀甚至拉伸破坏。
任建喜[3]首次利用CT机将岩石卸荷损伤演化破坏全过程记录下来,得到了裂纹的发育、贯通、扩展到破坏的CT图像。
研究表明,岩石在卸荷条件下,其破坏更具有突发性,更强烈。
沈军辉等[4]对三峡玄武岩进行了三轴卸荷试验研究,结果表明,卸荷破坏较加荷破坏更强烈,且其岩石卸荷方向的扩容也更明显。
黄润秋等[5]通过对花岗岩卸荷试验的研究,得出卸荷过程中,花岗岩变形模量减小5%~27%;卸荷时的黏聚力相对于加载时的减小了33.2%~47.0%。
HE M C等、ZHOU Xiaoping等[6-7]对高应力卸荷条件下岩石的应力-应变过程、参数及强度进行了研究。
丛宇等[8]探讨了卸荷速率对脆性岩石卸荷破坏机制的影响效应。
裴书锋等[9]研究了柱状节理玄武岩开挖卸荷时效松弛特性。
卢自立等[10]对变质砂岩卸围压破坏特征进行了试验研究。
冲击载荷作用下砂岩的动力学特性及损伤规律朱晶晶;李夕兵;宫凤强;王世鸣;贺威【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(043)007【摘要】在单次冲击和重复冲击载荷作用下,利用大直径霍普金森压杆(SHPB)试验装置,对砂岩的动力学特性进行试验研究.从岩石的细观裂纹扩展和能量吸收的角度,分析岩石的破坏过程.基于Weibull分布的统计损伤理论,计算试件的损伤度,并结合应力-应变曲线分析岩石损伤度的演化规律.研究结果表明:砂岩的动态抗压强度和单位体积吸收能均表现较强的应变率效应,分别与应变率呈指数函数关系和线性关系.在重复冲击试验中,随着重复冲击作用次数的增加,试件的弹性模量降低,屈服应变增加,屈服应力呈降低趋势.此外,损伤度随着应变的增加逐渐增大,在应力-应变曲线的峰值强度处,损伤度出现一个明显的拐点,即在微裂纹进入不稳定扩展阶段,岩石损伤度迅速增大.%The experiments on dynamic mechanical performance of sandstone were carried out under single impact and repeated impact loadings by using a large diameter split Hopkinson pressure bar (SHPB). The failure process of sandstone specimen was analyzed from the perspective of the microscopic crack growth and energy absorbency. The damage degree of specimens was calculated by using a statistical damage theory based on Weibull random distribution and its evolution law was analyzed with the stress-strain curves. The results show that, the dynamic compressive strength and the absorbing energy per unit volume of sandstone are strain rate dependent. The relationship between dynamicstrength and average strain rate is approximately exponential function, and for the absorbing energy per unit volume, the strain rate effect can be expressed by linear approximation. In repeated impact tests, with the increase of repeated action times of impact loads, the elastic modulus of sandstone decreases, the yield strain increases and the yield stress of specimens shows a decreasing trend. In addition, in the process of impact loading, the sandstone damage degree increases with the increasing of strain. At the peak of the stress-strain curve, the damage degree has an inflection point, which means that rock damage rapidly increases when the microcracks propagation runs into the unstable phase.【总页数】7页(P2701-2707)【作者】朱晶晶;李夕兵;宫凤强;王世鸣;贺威【作者单位】中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙,410083;中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙,410083;中南大学深部金属矿产开发与灾害控制湖南省重点试验室,湖南长沙,410083;中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙,410083;中南大学深部金属矿产开发与灾害控制湖南省重点试验室,湖南长沙,410083;中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙,410083;湖南省长湘高速公路建设开发有限公司,湖南长沙,410219【正文语种】中文【中图分类】TU45【相关文献】1.冲击载荷作用下电磁阻尼器动力学特性 [J], 黄通;郭保全;张彤;毛虎平;丁宁2.冲击载荷作用下砂岩的动力学特性及能耗规律 [J], 陈俊宇; 裴向军; 杜瑞锋; 张祺3.高冲击载荷作用下弹载记录仪防护系统动力学响应特性 [J], 程祥利; 赵慧; 焦敏; 叶海福; 李林川4.高冲击载荷作用下筒型电磁阻尼器动力学特性研究 [J], 常亚;郭保全;丁宁;黄通;潘玉田5.强冲击载荷作用下Halbach阵列电涡流阻尼器动力学特性仿真分析 [J], 李启坤;葛建立;李加浩;杨国来;孙全兆因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
敦煌莫高窟崖体中水分分布初步分析杨善龙;王旭东;郭青林;赵林毅;蔺青涛【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2009(36)5【摘要】敦煌莫高窟壁画受到水盐运移影响而产生酥碱、空鼓等病害.为探究这些病害根源,本文首次在莫高窟开挖探井并取样,采用烘干法测试莫高窟崖顶以下20m 内地层的含水量.测试结果表明:莫高窟崖体砂砾中平均含水量为1.6%,砂砾中水分分布较均匀.崖体中局部夹有粉质粘土和粉细砂透镜体,粉质粘土层含水量高达24%,粉细砂中含水量为3.6%.崖体砂砾中水分分布的首次确定将为研究壁画病害和莫高窟保护提供重要依据.【总页数】4页(P94-97)【作者】杨善龙;王旭东;郭青林;赵林毅;蔺青涛【作者单位】兰州大学土木工程与力学学院,兰州,730000;兰州大学土木工程与力学学院,兰州,730000;古代壁画保护国家文物局重点科研基地,敦煌,736200;敦煌研究院保护研究所,敦煌,736200;兰州大学土木工程与力学学院,兰州,730000;古代壁画保护国家文物局重点科研基地,敦煌,736200;敦煌研究院保护研究所,敦煌,736200;兰州大学土木工程与力学学院,兰州,730000;古代壁画保护国家文物局重点科研基地,敦煌,736200;敦煌研究院保护研究所,敦煌,736200;兰州大学土木工程与力学学院,兰州,730000【正文语种】中文【中图分类】P641.136【相关文献】1.瓜州榆林窟崖体砾岩中水盐分布特征研究 [J], 杨善龙;王彦武;苏伯民;郭青林;裴强强2.敦煌莫高窟崖体中盐分分布特征研究 [J], 杨善龙;王旭东;郭青林;裴强强3.我国对敦煌莫高窟北区崖体实施首次加固 [J], 无4.敦煌莫高窟北区崖体沿纵深方向风化特征研究 [J], 张景科;梁行洲;叶飞;郭志谦;谌文武;郭青林;于宗仁5.敦煌莫高窟崖体锚索加固技术钻孔振动效应测试分析 [J], 石玉成;王旭东;秋仁东;郭青林;胡明清因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
太原理工大学硕士研究生学位论文岩石流变力学特性CT试验研究摘要岩石的流变现象在岩石工程建设里相当常见,对于岩石流变力学特性的研究在岩石工程、地下工程中存在十分重要的意义。
由于岩石的流变,特别是蠕变和应力松弛直接关系到岩石工程的长期稳定性,所以必须要进行岩石蠕变与应力松弛力学特性研究来满足当前工程的实际需要。
针对微型试件以及流变细观损伤研究领域的不足,本文以微型石灰岩试件为研究对象,以“岩石流变力学特性CT试验研究”为主要研究课题,利用自主研制的微型单轴煤岩试验机结合太原理工大学高精度显微 CT试验系统使用,进行了单轴压缩下的石灰岩蠕变和应力松弛全过程细观损伤发育的CT动态实时扫描试验,获得了大量的显微CT图像,通过对CT图像局部特征进行观测分析,利用不同位置的特征点距离变化和不同区域密度变化来识别微裂隙的演化,分析得到了石灰岩蠕变和应力松弛过程中的细观破坏规律。
本文首先介绍了岩石流变力学研究现状及CT技术的应用,随后对试验设备微型单轴煤岩试验机、高精度显微CT试验系统及两者间的结合使用进行了说明,并简单介绍了试验方法以及图像处理技术,下一步进行了石灰岩的蠕变与应力松弛CT试验。
首先,制作了微型石灰岩试件并进行常规的单轴压缩试验,测得了石灰岩试件的瞬时破坏强度和极限应变,之后进行了多组分级增量加载下的I太原理工大学硕士研究生学位论文蠕变试验,研究了石灰岩的蠕变特性,石灰岩试件变形表现出与时间相关的减速蠕变和稳态蠕变。
进一步结合显微CT试验观测蠕变过程中的细观破坏规律。
对CT图像分析的结果表明:石灰岩蠕变损伤扩展存在局部化现象,随着应力等级增加稳态蠕变段裂隙加速发育;裂隙更容易产生在低密度区域,在中低应力状态下试件内部密度降低,在较高应力状态下裂隙区域与非裂隙区域密度变化产生分化现象,最终导致了岩石破坏。
在石灰岩试件的应力松弛试验中,先进行了多组分级加载下的应力松弛试验,研究了石灰岩的应力松弛特性。