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微波熱致岩石損傷與斷裂力學

  • 作者：袁媛//邵珠山|責編:蔣璐
  • 出版社：中國石化
  • ISBN：9787511480361
  • 出版日期：2025/08/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：172
人民幣：RMB 68 元      售價：元
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內容大鋼
    本書通過對花崗岩與玄武岩及其主要礦物成分進行系統的微波加熱試驗研究，分析礦物組成對岩石微波加熱特性的影響規律；基於主要礦物成分的介電耗散性能建立微波加熱岩石理論模型，研究微波能量輸入下岩石溫度場及應力場演化規律，探討微波能量參數、礦物組構及其電磁、熱物理性能對溫度場及應力場分佈的影響規律；基於格里菲斯斷裂理論，分析岩石裂紋擴展規律，並結合細觀損傷定義，建立微波照射下岩石損傷演化理論模型，定量研究岩石損傷演化規律及其影響因素；基於最大周向拉應力斷裂判據，研究微波照射下岩石內部初始裂紋擴展的臨界應力，探討礦物組成對岩石內部裂紋擴展行為的影響，揭示微波照射下岩石斷裂破壞機理。隨著人類生存空間開發利用及資源開採逐步向地下深入，深地工程中的岩石破碎安全及效率面臨更加嚴峻的挑戰，前期通過微波照射劣化硬岩強度，之後進行機械破碎，可有效提高能源效率，然而如何控制微波能量參數及作用方式，優化岩石強度劣化效果仍需進一步研究。與此同時，以硬岩碎塊為主要成分（粗骨料）的混凝土循環利用中引入微波加熱技術有望實現天然粗骨料完全解離，從而回收高品質粗骨料，在此過程中，基於粗骨料周圍砂漿情況，優化微波能量輸入方式，避免骨料熱損傷值得深入研究。綜上，微波能量作用下岩石損傷與斷裂機理是解決微波輔助破岩及回收高品質粗骨料中技術難題的共同理論基礎。本書基於熱彈性理論和損傷斷裂力學理論，以岩土工程中的典型岩石（花崗岩、玄武岩）為研究對象，探討岩石的微波加熱響應特徵及損傷演化、失效過程，致力於建立微波能量輸入與岩石力學性能劣化之間的定量關係，為促進相關微波加熱工程應用提供理論依據。
作者介紹
袁媛//邵珠山|責編:蔣璐
目錄
第1章  緒論
  1.1  研究背景
  1.2  研究現狀
    1.2.1  岩石的微波能量耗散機理
    1.2.2  微波能量作用下岩石細觀開裂特徵
    1.2.3  微波能量作用下岩石力學性能劣化規律
  1.3  研究內容
第2章  微波熱致岩石溫度場及應力場分佈演化規律
  2.1  岩石試樣的微波加熱響應特徵
    2.1.1  岩石試樣的結構構造特徵
    2.1.2  主要成岩礦物的介電性能及加熱響應
    2.1.3  岩石試樣的介電性能及加熱響應
  2.2  微波加熱複合礦物岩石模型建立
    2.2.1  模型構型
    2.2.2  控制方程及邊界條件
    2.2.3  溫度場及應力場解析解
  2.3  複合礦物岩石溫度場及應力場分佈演化規律
    2.3.1  複合礦物溫度場分佈演化規律
    2.3.2  複合礦物應力場分佈演化規律
    2.3.3  微波能量輸入及礦物物理性能影響分析
  2.4  微波加熱岩石多場耦合理論模型建立
    2.4.1  多相礦物岩石模型構型
    2.4.2  網格劃分方法
    2.4.3  電磁-熱-力物理場耦合方程及邊界條件
  2.5  礦物結構對岩石溫度場及應力場的影響分析
    2.5.1  多相礦物結構對溫度場分佈演化規律的影響
    2.5.2  多相礦物結構對應力場分佈演化規律的影響
  2.6  本章小結
第3章  微波熱致岩石細觀損傷演化機理
  3.1  均勻電磁場中岩石的裂紋擴展規律
    3.1.1  理論模型建立
    3.1.2  裂紋擴展的臨界微波能量
    3.1.3  基於裂紋擴展規律的岩石強度劣化規律預測
    3.1.4  理論模型結果驗證
  3.2  複合礦物結構岩石中裂紋擴展規律
    3.2.1  裂紋擴展理論模型建立
    3.2.2  複合礦物結構岩石裂紋擴展規律
    3.2.3  複合礦物結構岩石裂紋擴展理論規律驗證
  3.3  礦物組構對裂紋密度及貫通性發展規律的影響分析
    3.3.1  礦物組構對裂紋密度變化特徵的影響
    3.3.2  礦物組構對裂紋網路發展規律的影響
  3.4  微波熱致岩石損傷演化規律
    3.4.1  複合礦物岩石損傷演化模型建立
    3.4.2  複合礦物岩石損傷演化規律分析
    3.4.3  岩石礦物物理性能影響分析
  3.5  本章小結
第4章  微波熱致岩石斷裂力學機理
  4.1  複合礦物岩石初始裂紋擴展斷裂力學機理
    4.1.1  不同擴展模式的初始裂紋尖端應力狀態
    4.1.2  初始裂紋尖端應力強度因子及開裂方向

    4.1.3  裂紋擴展所需的臨界微波能量
    4.1.4  礦物結構對岩石初始裂紋擴展規律的影響分析
  4.2  多相礦物結構岩石裂紋擴展行為
    4.2.1  微波能量作用下岩石斷裂韌度劣化規律
    4.2.2  多相礦物界面開裂與斷裂韌度劣化相互影響分析
  4.3  反映裂紋擴展的岩石宏觀力學性能劣化機理
  4.4  本章小結
參考文獻

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