单轴压缩下含倾斜单裂纹砂岩试件裂纹扩展量测研究

选用砂岩作为试验材料,进行不同倾斜角度单预制裂纹的单轴压缩试验研究,透过裂纹扩展量测技术以及配合相关断裂准则,得到:(1)理论与实验的裂纹起裂角随裂纹倾斜角增加而增大;(2)透过相关断裂准则,砂岩试件在裂纹尖端产生反翼裂纹是因为剪力破坏;(3)在单轴压缩作用下砂岩试件裂纹扩展受单裂纹的倾斜角影响,当裂纹倾斜角较小时,裂纹不易起裂;当裂纹倾斜角较大时,裂纹起裂比较容易;(4)在单轴压缩作用下砂岩试件则受单预制裂纹的倾斜角影响,当裂纹倾斜角较小时,裂纹扩展属于非稳定扩展;当裂纹倾斜角较大时,裂纹扩展属于稳定扩展;(5)在单轴压缩作用下砂岩试件裂纹尖端A侧与裂纹尖端B侧的裂纹扩展平均速度随裂纹倾斜角增加而降低。

二氧化碳储存环境对油井水泥性质影响之研究

二氧化碳存入地下以地质封存方式进行减量是一项可行的工程手段。干燥情况下二氧化碳基本没有危害。然而在进行地质封存时,气井通常在地下水层、盐水层等潮湿的环境下操作,二氧化碳与水结合会形成碳酸,形成一个酸性的环境。实验室将API G级油井水泥添加包括飞灰、膨润土、重晶石与硅粉,在潮湿(100%)、饱和二氧化碳(常压,70℃)环境条件下养护28 d,研究其力学性能、化学成分及微观结构之间的关系。试验项目包括抗压强度、微观结构分析、X射线衍射及EDS扫描电镜。观察其养护样品发现,API G级添加飞灰的水泥呈现出最佳抗压强度及最深的碳化深度。而API G级添加膨润土的水泥现出最低抗压强度及最浅的碳化深度。

CO_2储存环境对固井水泥性质影响之研究

CO2存入地下以地质封存方式进行减量是一项可行的工程手段。干燥情况下CO2基本没有危害。然而在进行地质封存时,气井通常在地下水层、盐水层等潮湿的环境下操作,CO2与水结合会形成碳酸,形成一个酸性的环境。实验室观测表明API G级油井水泥添加包括飞灰、膨润土、重晶石与硅粉在潮湿(100%)、饱和CO2条件(常压,70℃)环境养护条件下28 d,研究其力学性能、化学成分及微观结构之间的关系。实验项目包括抗压强度、微观结构分析、X射线衍射及EDS扫描电镜。观察其养护样品发现,API G级油井水泥添加飞灰的水泥呈现出最佳抗压强度及最深的碳化深度。而API G级油井水泥添加膨润土的水泥现出最低抗压强度及最浅的碳化深度。

边缘裂缝圆盘砂岩试体III型断裂韧度量测之研究

针对含边缘裂缝之砂岩试体受反平面剪力情形进行了III型断裂韧度量测试验,搭配相关所推导之理论公式求取砂岩III型断裂韧度。研究试验条件为无围压及单轴荷重加载下进行III型断裂试验,且针对试体受高温后之性质改变为变量条件加以探讨。研究结果表明,以该方式进行III型断裂韧度之量测,为可靠且稳定;砂岩经历温度在200℃前,试体III型断裂韧度会提升,之后呈现下降,到600℃,下降趋于平缓;随着烧结温度的提升,单压强度、动态杨氏模量、动态泊松比与III型断裂韧度皆有下降之趋势,且试体出现熔融样态,表面出现明显微裂纹。

石材裂纹扩展分形特性

利用楔形劈裂试验系统观测石材裂纹起裂与扩展,利用应变片系统量测出试件在不同加载速率下裂纹尖端附近裂纹扩展速度的分布及其分形特性。所得结果如下:在考虑不同加载速率下,得到在静态或准静态加载条件下试体的断裂韧性基本上变化不大;但加载速率愈快,裂纹扩展实测平均速度愈高。考虑分形特性,在相同加载速率条件下,所得分形维数越大,则分形裂纹速度也越大,这与理论推导是相符的;分形维数与相关参数(断裂韧性、加载速率)的关系,在静态或准静态加载下近似为一个常数关系。

管幂进洞工法在山谷地形浅覆隧道中的应用与补强对策

近年来,随着环境保护观念的提升,减少地表开挖的理念已逐渐落实在隧道设计及施工上。在隧道洞口浅覆段采用的明挖法已逐渐被暗挖法所取代,即使在地质、地形条件上不尽理想的区段,考虑到整体路线及水资源保护等因素,也是如此。以台湾北部一正施工中的双线双车道公路隧道为例,探讨管幂工法在浅覆盖采用暗挖法所面临的困难及其对策。由于该案例处于山凹处,洞口浅覆盖厚度约100m。开挖过程中,因为遭遇到地质变异,多雨的气候与谷部入洞的地形,使得降雨所汇集的地表水,不断入渗至隧道内,开挖面自立性极差。故施工进洞时,原设计采用的管幂工法几乎难以进行。经采取拱盖培厚及双层管幂等补强对策后,勉强施工,其处理经验与心得,可为以后类似工程提供参考。