宏观各向同性混杂岩力学特性及性状研究

本文主要在发展宏观各向同性混杂岩制作方法,并针对此类岩石进行一系列力学试验,以探讨岩块体积含量对整体力学特性及性状的影响。所设计的双动式压制模具施加有效压实应力较传统单动式均匀,可获得均匀性较高试体。此种压制试体方式,可制作力学性质多样混杂岩试体并可避免钻芯取样造成试体扰动。在理论模式预测方面,利用五种微观力学模式来预测不同岩块体积含量的各向同性混杂岩的杨氏模量及柏松比,并与试验结果进行比较,探讨以微观力学模式来预测宏观各向同性混杂岩整体力学特性的可行性。在破坏型态观察方面,利用笔者所设计的旋转式扫描仪,完整且连续的纪录破坏后岩芯试体的表面影像,并针对不同岩块体积含量及围压混杂岩的破坏型态进行分类与探讨。

碎石–膨润土混合物之压实行为

核废料处置之缓冲材料系由膨润土或碎石(或硅砂)-膨润土混合材料构成,由粉体压制为高密度块体过程中材料与模具间会产生壁面摩擦力,故求取之压缩曲线无法代表材料真实之压缩行为。进行一系列不同最终长宽比压实试验,利用实验结果拟合求取膨润土Gurnham压缩方程式相关参数,建立膨润土之无摩擦力压缩曲线;此一压缩曲线排除壁面摩擦力且不受材料几何形状之影响,可代表材料真实之压缩行为。针对影响压实行为之各项因素(如应力速率、壁面条件、碎石含量及碎石粒径)进行压实试验,探讨各项因素对摩擦力之影响。