高效花岗岩除锈剂试验研究

采用真三轴应力状态下单面突然卸载试验方法,进行莱州花岗岩岩爆试验,获得花岗岩岩爆碎屑。对碎屑特征进行测量,包括碎屑质量、长度、宽度、厚度,并对粗粒、中粒、细粒以及微粒等不同粒径范围内的碎屑数量、质量及粒度分布进行分析。对花岗岩岩爆碎屑分别按照长度、宽度、厚度与累计数量的关系,小于某一等效边长的累计质量与总质量之比与等效边长之间的关系,以及等效边长与累计数量的关系进行分形计算,结果表明花岗岩岩爆碎屑破碎程度较高,片状特征明显。对岩爆后的微粒碎屑(颗粒直径<0.075mm)利用激光粒度分析仪进行粒度分析。破坏后微粒碎屑所占百分比以岩爆试验最多,其次为真三轴试验,单轴压缩试验最少。微粒碎屑的粒度分布曲线形状不同,岩爆的平缓,小尺度的多,三轴和单轴压缩的大致相同,粒径大。分布曲线上百分比最大值对应的粒径岩爆的最小,为40和60μm,三轴的为80μm,单轴的为100μm。对微粒碎屑按照粒度-体积分布进行了分形维数计算,结果表明岩爆微粒碎屑符合分形物理意义,三轴和单轴微粒碎屑不具有分形特征。岩爆微粒碎屑较多,反映其破坏时消耗的能量要多于三轴和单轴破坏。

以大岗山花岗岩为例,分别进行静力三轴和动力三轴试验,分析花岗岩的抗压强度、弹性模量、泊松比以及相应的极限应变等重要参数与应变速率的关系。试验结果表明:不同围压下,随应变速率的增加,花岗岩的侧向破坏应变随应变速率的增加几乎保持不变,并且绝大部分统计结果值在0.002～0.004范围内;轴向破坏应变的增加幅度不明显;抗压强度增加,试验现象明显;弹性模量的提高幅度随围压的增加有减小的趋势;不同围压下花岗岩的泊松比与应变速率没有明确的关系。基于大岗山花岗岩静力三轴测试全过程应力–应变曲线和损伤力学分析,发现脆性岩石在不同围压下均以侧向损伤为主,通过回归拟合分析,建立大岗山花岗岩静力三轴压缩条件下的损伤演化方程。进一步根据损伤理论建立岩石动力损伤与静力损伤之间的关系,考虑动态强度与初始弹性模量的率相关性建立经验型的岩石动力损伤本构模型,可以作为研究地震荷载作用下岩体结构中应力波传播和衰减规律的基础。

通过对海东线全风化花岗岩原装试样的排水常规三轴试验,分析了该类土样的应力应变关系特点,计算并探讨了抗剪强度值及其随应变发展的变化规律,以及初始切线弹性模量的大小及其与围压的关系。

从辽宁锦州拟建地下储库工程现场钻取典型花岗岩岩芯,进行不同冻结温度(-10℃～-50℃)和不同含水状态(干燥和饱和)的单轴及三轴压缩试验,分析岩石的变形破坏规律、干燥和饱和状态抗压强度以及三轴剪切强度参数c,?值随温度的变化关系。试验结果表明:(1)无论干燥还是饱和试样,微风化花岗岩单轴及三轴抗压强度随着低温温度的降低而提高,但呈现非线性增加的趋势,得到花岗岩抗压强度随低温温度变化的非线性关系拟合式,并认为微风化花岗岩存在一个抗压强度趋于稳定的温度界限值,此值约为-40℃;(2)微风化花岗岩在干燥和饱和条件下,黏聚力c值随温度的降低而增大,在干燥条件下尤为明显。干燥条件下,微风化花岗岩内摩擦角随低温温度降低变化较小,摩擦角基本保持在57°左右,饱和条件下,微风化花岗岩内摩擦角随温度降低而增加,由-10℃～-50℃增长幅度约为3.43%。该研究成果可为液化天然气(lng)的低温地下存储提供一定的力学参数依据。

针对旧水泥混凝土路面沥青加铺层的工作特性,以花岗岩ac-13c为研究对象,采用水泥替换矿粉和掺加抗剥落剂的方法研究了花岗岩沥青混合料的材料组成及其路用性能。通过延长水煮时间和沥青与抗剥落剂共同老化评价了抗剥落剂改善集料与沥青粘附性的优劣性;基于性能目标进行了花岗岩沥青混合料的马歇尔试验、车辙试验、水稳性试验、加速老化试验、浸水肯塔堡飞散试验等,并对试验路进行了性能检测。研究结果表明,掺加受热稳定性良好的抗剥落剂是提高花岗岩混合料路用性能的重要保证,且meadwestvaco抗剥落剂施工存储均匀性良好,运营两年后的路面无相关病害发生。

通过岛津sem全数字液压高温疲劳试验系统,实时观察不同温度下北山花岗岩的热开裂过程,获得北山花岗岩的热开裂临界温度为68℃～88℃。在较低温度时,北山花岗岩热开裂以沿颗粒热开裂为主;在较高温度时,热开裂以穿颗粒热开裂及沿颗粒穿颗粒混合热开裂为主。热开裂不仅受到矿物颗粒的热膨胀性质不匹配及热膨胀各向异性的影响,还受到矿物颗粒的物理、力学、热学性质及矿物颗粒形状结构的影响。而花岗岩内流体包裹体也可能是影响北山花岗岩热开裂的一种重要因素,这是种新的影响机制。在微细观层次对热开裂模式进行分类,并由热开裂的分形模型定量解释沿颗粒和穿颗粒热开裂等发生的难易程度。当温度升高超过250℃时,北山花岗岩有可能存在热熔效应,这导致热开裂裂纹数有减少趋势,并且温度与其对应的热裂纹数量的统计关系符合gauss曲线关系。

抗浮锚杆已经在我国许多地区得到广泛应用。但是不同规范推荐采用的锚杆设计参数变化范围较大,并且未考虑不同地区岩石的差异性,实际应用中不利于设计参数的选取。在青岛大剧院工程场地上对设置测力元件的抗浮锚杆进行破坏性拉拔试验,重点测试锚杆杆体的轴力、杆体与注浆体之间的剪应力变化规律,结果显示内力沿锚杆长度不均匀分布并且超过一定长度后不再受力,进而确定出该地区中风化花岗岩中抗浮锚杆的极限抗拔力和有效的锚固段长度,为抗浮锚杆设计、施工提供了依据。

采用全自动三轴流变试验机对厦门东通道海底隧道风化槽地段岩石进行三轴压缩流变试验,研究了岩石在不同围压和不同应力水平作用下轴向应变随时间的变化规律。试验表明,强风化花岗岩时效特性较全风化花岗岩更加明显;围压对岩石蠕变变形存在很大影响,围压越大,蠕变变形量越小。通过分析岩石压缩流变过程中应力-应变关系可知,蠕变变形在弹性阶段不对岩石整体构成明显损伤。而进入塑性阶段后,黏塑性变形对岩石破坏影响较大。建议通过支护增加围压,以提高隧道围岩屈服强度和减小流变变形,防止隧道失稳破坏。

花岗岩及花岗岩景观 一、花岗岩 花岗岩特征 1、花岗岩是地面上最常见的酸性侵入体。它质地坚硬，岩性较均一，垂直 节理发育，多构成山地的核心，成为显著的隆起地形，在流水侵蚀和重力崩塌作 用下，常形成挺拔险峻、峭壁耸立的雄奇景观。表层岩石球状风化显著，还可形 成各种造型逼真的怪石，具较高的观赏价值。 2、花岗岩由于节理风化、崩塌等作用，常形成峭壁悬崖、孤峰擎天、石柱 林立等奇特景观，著名的如黄山莲花峰、炼丹峰和天都峰三峰鼎立，华山的东西 南北中五峰相峙；天柱山的天柱峰，九华山的观普峰也非常典型。 球形风化景观，著名的有海南的天涯海角、鹿回头、“南天一柱”，浙江普陀 山的“师石”，辽宁千山的“无根石”，安徽天柱山的“仙鼓峰”和黄山的“仙桃 石”等。 花岗岩山地、丘陵山体。当花岗岩出露地表并处于强烈上升时，流水沿垂直 节理裂隙下切，形成石柱或孤峰，石柱、孤峰丛集成为峰林，如黄山的

花岗岩及花岗岩景观 一、花岗岩 花岗岩特征 1、花岗岩是地面上最常见的酸性侵入体。它质地坚硬，岩性较均一，垂直 节理发育，多构成山地的核心，成为显著的隆起地形，在流水侵蚀和重力崩塌作 用下，常形成挺拔险峻、峭壁耸立的雄奇景观。表层岩石球状风化显著，还可形 成各种造型逼真的怪石，具较高的观赏价值。 2、花岗岩由于节理风化、崩塌等作用，常形成峭壁悬崖、孤峰擎天、石柱 林立等奇特景观，著名的如黄山莲花峰、炼丹峰和天都峰三峰鼎立，华山的东西 南北中五峰相峙；天柱山的天柱峰，九华山的观普峰也非常典型。 球形风化景观，著名的有海南的天涯海角、鹿回头、“南天一柱”，浙江普陀 山的“师石”，辽宁千山的“无根石”，安徽天柱山的“仙鼓峰”和黄山的“仙桃 石”等。 花岗岩山地、丘陵山体。当花岗岩出露地表并处于强烈上升时，流水沿垂直 节理裂隙下切，形成石柱或孤峰，石柱、孤峰丛集成为峰林，如黄山的

-1- 花崗岩地質與金門花崗岩 鍾廣吉編 2008 一、火成作用與岩漿活動 (一)闡述地球形成的假說 闡述地球形成的假說較重要的計有星雲假說、氣雲假說、電 磁假說、渦旋亂流假說，宇宙塵假說等十二類，其中較普遍被接 受的假說是星雲假說與宇宙塵假說。 1.星雲假說 此假說由坎特氏（kant,1763年）提出，認為散佈於太陽 系所佔有的空間中的物質，初始呈分離的元素粒子，這些粒 子的特性各有不同，相互之間的吸引是促成粒子的運動，經 歷一段甚長久的時間，粒子相互碰撞吸引到呈相同方向的運 動，圍繞太陽系中心的太陽公轉式的運動，先形成稀薄的星 雲，此等星雲隨著熱的放散凝集的引力和因熱所發生的反引 力之相互作用，溫度也隨著下降，星雲呈收縮，行星即因此 形成，地球為行星之一也在此相似過程中的一部份，形成地 球的星雲團塊。 -2- 2.宇宙塵假說 此假說由史密特氏（schmid

花岗岩可以视为一种很好的构造标志体,犹如褶皱、断裂一样。从花岗岩浆的形成、融体分离、岩浆上升到岩体定位以及变形改造的全过程都蕴含着丰富的构造动力学信息。研究花岗岩浆上升、迁移和定位可以探讨构造块体抬升及区域构造动力学。岩体生长方式与构造块体的运动学、动力学有密切的关系,极性生长揭示了上、下构造块体或岩石圈之间的相对的近水平方向剪切运移。变形花岗岩体是一种区域尺度的应变标志体,可以进行岩石有限应变测量和流变学参数估算,为分析区域构造变形特征提供应变参数。以对不同期次、不同变形程度花岗岩体为间接标志体,通过锆石定年可以限定变形的时间,特别是有可能确定早期变形的时间。岩体定位深度的系统研究有利于了解构造块体的抬升和深部构造作用。花岗岩构造与花岗岩成因类型特别是其演变研究的结合是判别构造块体动力学背景以及其转换的有效途径。通过这几方面的系统研究和有机结合,可以提供丰富的构造动力学信息,是否可能发展成较系统的花岗岩构造动力学值得探讨。

1 花岗岩 （一）花岗岩的矿业简史 花岗岩质地坚硬，难被酸碱或风化作用侵蚀，常被用于建筑物 的材料。花岗岩（granite）的语源是拉丁文的granum，而汉字名词 花岗岩则是由日本人翻译而来。明治初期的辞典与地质学书籍将 granite翻译作花岗岩或花刚岩。花形容这种岩石有美丽的斑纹，刚 或岗则表示这种岩石很坚硬，也就是有着花般斑纹的刚硬岩石的意 思。中国学者则沿用此译名。花岗岩在地表分布很广泛，是人类最早 发现和利用的天然岩石之一。在世界各地有许多古代开发利用花岗岩 的遗迹，如4000多年前古埃及人建造的金字塔、古希腊的神庙、古 印度的寺庙圣窟、古罗马的斗兽场等。 中华民族对花岗岩的开发利用可以追溯到距今10000年左右的新 石器时代，在山西省怀仁鹅毛口石器制作场遗址，有遗迹表明当时人 们已在河谷谷坡上开采裸露的花岗岩(煌斑岩、凝灰岩)来制作石器。 在广东南海西樵

花岗岩 花岗岩（granite），大陆地壳的主要组成部分，是一种岩浆在地表以下凝结形成的火 成岩，主要成分是长石和石英。花岗岩的语源是拉丁文的granum，意思是谷粒或颗粒。因 为花岗岩是深成岩，常能形成发育良好、肉眼可辨的矿物颗粒，因而得名。花岗岩不易风化， 颜色美观，外观色泽可保持百年以上，由于其硬度高、耐磨损，除了用作高级建筑装饰工程、 大厅地面外，还是露天雕刻的首选之材。 中文名花岗岩外文名granite成分长石和石英用途建材 1词语释义 1．火成岩的一种，在地壳上分布最广，是岩浆在地壳深处逐渐冷却凝结成的结晶岩体， 主要成分是石英、长石和云母。一般是黄色带粉红的，也有灰白色的。质地坚硬，色泽美丽， 是很好的建筑材料。通称花岗石。 2形成原因编辑 花岗岩与玄武岩同属岩浆岩， 不同是在岩浆喷发的时候，花岗岩是地下部分，

为了达到最接近实际工程的试验效果,采用中国矿业大学的"20mn伺服控制高温高压岩体三轴试验机",设计了精确的加压和旋转系统,操作控制比较方便,测量数据准确。利用大尺寸(φ200mm×400mm)花岗岩试样和工程钻头(φ30mm的pdc钻头),使试验条件更加接近实际工程情况,开创了该类大试样试验的先河。通过正交试验研究花岗岩在高温高压状态下的切削破碎规律,得出以下结论:(1)高围压状态(100mpa)下,随着温度升高,花岗岩的可切削性逐渐增强,在超过一定的钻压时,切削速度随着温度的升高而明显增大,在755n钻压下,300℃的切削速度比室温时增大30%～50%;(2)高围压状态(100mpa)下,随着温度升高,单位破岩能耗明显降低,在钻压为755n时,300℃时的单位破岩能耗比室温时降低20%～30%;(3)在高温高压环境下,切削速度随着钻压或转速的增大而增大;单位破岩能耗随着转速的增大而增大,随着钻压的增大而减小,与室温无围压状态下的切削破碎规律基本一致;(4)由于花岗岩在此温压范围内属于渐进破坏,抗压强度下降缓慢,如果钻压太低则切削速度和单位破岩能耗受温度影响很小,为了在高温下取得对花岗岩的良好切削效果,钻压需要超过一定的值。

利用中国矿业大学的"20mn伺服控制高温高压岩体三轴试验机"、大尺寸(200mm×400mm)花岗岩试样研究了花岗岩在高温高压状态下的冲击凿岩规律。研究结果表明,随着温度升高凿岩速度增大,当温度超过约150℃时,岩石裂隙数量增多,并且呈现出一定的塑性变形特征,不利于冲击能量的充分利用,冲击凿岩适用于钻进较低温度下(不超过150℃左右)的坚硬岩层;在高围压状态,冲击凿岩的单位破岩能耗随着温度升高而降低;在高温高压环境下,在一定钻压和冲击功率范围内,凿岩速度随着钻压或冲击功率的增大而增大,单位破岩能耗随着钻压的增大而减小。

高黎贡山隧道位于特定的高地应力和高地热条件下,施工中可能发生岩爆。为了查明高温下隧道硬质岩的物理力学性质,以占隧道硬质围岩绝大部分的花岗岩为代表,进行了高温单轴压缩试验,以期为工程岩爆评价提供较为科学的依据。研究结果表明:从试样应力-应变关系曲线的形状看,主要为ⅱ型破坏,有发生岩爆的可能。

利用mts815岩石力学试验系统完成了不同温度下的20个花岗岩试样的三轴压缩试验。分析了温度对花岗岩试样的强度特性、变形特性以及破坏特征的影响,能够在实际工程中起到一定的指导作用。试验结果表明:在20℃到40℃的范围,弹性模量随温度升高而降低,泊松比随温度升高而升高,且变化幅度都较大,但当温度超过40℃以后,随温度升高的变化幅度明显降低;随着温度的升高,峰值强度逐渐降低,而且温度对峰值强度的影响随着围压的增加而减弱;内聚力c值随温度升高而降低,内摩擦角φ值随温度升高有升高的趋势,抗剪强度τf大致呈线性减小的关系,且随着正应力的升高,温度对花岗岩抗剪强度的影响有减弱的趋势;花岗岩的变形破坏特征在一般条件下表现为典型的弹脆性体特征,但是在较高围压和较高的温度耦合作用下表现为弹塑性变形-累进性破裂-脆性破坏的特征。

本文通过对厦门市源昌大酒店花岗岩强风化带进行的预钻式旁压试验应用实例,提出了厦门地区强风化带二个亚层(砂砾状、块状)的承载力和人工挖孔桩桩端阻力计算公式,为桩基础设计提供了可靠参数,对利用旁压试验成果解决有关岩土工程参数具有一定的指导作用。

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花岗岩是地球和大陆地壳特有的产物,是大陆中分布最广的岩石之一,在不同的地质时期不同构造单元都有花岗岩的分布。自pitcher(1984)年,第一次运用板块构造学说的理论对花岗岩进行分类以来,花岗岩形成的构造环境仍然是大家非常关心的问题。花岗岩作为特定地质背景下的产物,它的岩石学、矿物学和地球化学特点应该记录下它形成时的构造背景。随着人们研究的深入,发现:花岗岩的形成能够揭示构造动力学演化、大陆动力学演化及其壳幔相互作用演化的某些特点。

a型花岗岩通常形成于伸展的构造背景中,具有重要的地球动力学意义,自a型花岗岩这一术语提出以来,随着研究的不断深入,其概念、实质、成因模式、构造背景等内容与提出时已有较大改变,也开始逐渐引起人们的重视,a型花岗岩的研究具有十分重要的理论和实际意义。