Resumen

La morfología de las juntas es multiescalar. El efecto de cada orden de asperidad sobre las propiedades mecánicas de las juntas es diferente. Las propiedades mecánicas de cizallamiento de las muestras de juntas están relacionadas con sus características de daño superficial. En la actualidad, todavía hay pocos estudios sobre el efecto de la rugosidad en las propiedades mecánicas de cizallamiento de la junta desde la perspectiva del daño de cada orden de asperidad. En este trabajo, se eligió el perfil de rugosidad estándar como morfología inicial. El perfil de rugosidad estándar se descompuso en ondulaciones y desniveles mediante el método que combina la descomposición modal empírica de conjunto (EEMD) y el criterio de corte. A continuación, se preparó la muestra de la junta que contiene ondulaciones y desigualdades y la muestra que sólo contiene ondulaciones mediante la tecnología de grabado en 3D. Los 40 conjuntos de especímenes de juntas con diferente orden de asperidad se sometieron a ensayos de cizallamiento directo bajo diferentes tensiones normales. Basándose en la tecnología de escaneo 3D y en el método iterativo ICP, se calculó el área dañada y el volumen de daños. A partir de los datos del volumen de daños y de los datos de emisión acústica (AE), se estudió el efecto del orden de asperidad en el comportamiento mecánico de la junta. Los resultados indican que (1) bajo una tensión normal baja, la irregularidad juega un papel de control en el modo de fallo de la muestra de la junta. Bajo una tensión normal baja, la superficie de la junta que sólo contiene ondulaciones presenta un fallo por deslizamiento, y la superficie de la junta con desniveles presenta un fallo por cizallamiento. Con el aumento de la tensión normal, el modo de fallo de la muestra que sólo contiene ondulaciones cambia de fallo por deslizamiento a fallo por cizallamiento; (2) la irregularidad controla el grado de daño de la muestra de la junta. El área dañada, el volumen de daños, la tasa de energía AE y la energía AE acumulada de la muestra de la junta con desniveles son mayores que los de la muestra con sólo ondulación, y esta diferencia aumenta con el incremento de la tensión normal; (3) la diferencia entre la muestra de la junta con desniveles y la muestra con sólo ondulación existe principalmente en la etapa no lineal previa al pico y en la etapa de ablandamiento posterior al pico. Los parámetros característicos de la emisión acústica generada en la fase de reblandecimiento posterior a la cresta de la muestra de unión con desniveles son mayores que los de la muestra con sólo ondulación. Este fenómeno puede utilizarse para explicar la diferencia de caída de tensión en la fase de reblandecimiento posterior al pico; (4) el valor b de la EA puede utilizarse para evaluar el daño de las muestras de juntas. El análisis de la diferencia de daños de cada orden de asperidad bajo diferentes tensiones normales es de gran importancia para el análisis de la influencia de la morfología de la superficie de la junta en las propiedades mecánicas de la misma.

• Materias:Dióxido de carbono Perforación de pozos de minas Yacimientos minerales Minería Minas y minería Geofluidos
• Subjects:Carbon dioxide Shaft sinking Mineral deposits Mining Mines and mining Geofluids
• Palabras claves:muestras de juntas, propiedad mecánica, orden de asperidad, superficie de la junta, tensión normal baja, propiedad de la junta, perfil de rugosidad estándar, tensión normal diferente, modo de fallo, volumen de daños
• Keywords:joint specimens, mechanical property, asperity order, joint surface, low normal stress, property of joint, standard roughness profile, different normal stress, failure mode, damage volume