高溫作用後長枝坑層砂岩之力學性質研究

A Study on the Mechanical Properties of High-Temperature Treated Changzhikeng Layer Sandstone

郭俊志(C.C. Kuo) ； 張群和(C.H. Chang) ； 謝其泰(C.T. Hsieh) ； 王建力(C.L. Wang)

《鑛冶：中國鑛冶工程學會會刊》 60卷4期 (2016/12) Pp. 32-39

https://doi.org/10.30069/MM.201612_60(4).0003

摘要

隨著資源開發、能源應用等工程技術發展，有越來越多工程問題必須要考慮到地層壓力及地溫梯度的影響。例如高山深隧道開挖，地下資源儲存、地熱資源開發等。在升高的溫度和壓力下岩體內部會有各種晶體結構及微裂紋分佈上的差異，而造成岩石的力學特性受溫度及壓力的影響極其複雜。故本文探討高岩覆砂岩受高溫作用後其力學性質上之差異性。本研究之砂岩試體取自曾文越域東引水隧道長枝坑層。實驗結果顯示，隨著溫度升高，砂岩之尖峰應力，彈性模數、泊松比降低。砂岩外觀顏色、體積及微裂隙的增生亦可解釋內部孔隙率的增加，其中通過600℃的高溫後岩石之各項變化漸為明顯。可以證明溫度引起的熱應力作用和岩石內部微結構變化是影響砂岩力學性質產生變化的原因。

關鍵字

高溫 ； 砂岩 ； 力學性質

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This study investigated the mechanical properties of high-temperature treated sandstones. We conducted both thermal cracking test under high temperatures and the uniaxial compression tests. Thermal cracking tests and uniaxial compression test were repeated once each for temperature at 25℃, 200℃, 400℃, 600℃, 800℃, 1,000℃. The mechanical proper ties determined included elastic modulus and poisson's ratio. Experimental results showed that the change of volume, density, and appearance was most significant for the case at 600℃. Higher temperature tended to increase the peak stress and peak strain while decrease elastic modulus and poisson's ratio.

並列關鍵字

Thermal effects ； Sandstones ； Mechanical properties