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Artículo

Experimental Research on the Mechanical Properties of Heated Granite after Rapid CoolingInvestigación experimental sobre las propiedades mecánicas del granito calentado tras enfriamiento rápido

Resumen

Comprender las propiedades mecánicas de la roca del yacimiento bajo diferentes temperaturas tras un enfriamiento térmico rápido es necesario para aplicaciones de geoingeniería profunda seguras y eficaces, incluidos proyectos de minería profunda, eliminación geológica profunda de residuos nucleares y extracción de energía geotérmica. Este artículo está dedicado a investigar el efecto del enfriamiento rápido en el comportamiento mecánico de la roca granítica. En primer lugar, se llevó a cabo un calentamiento a alta temperatura. Las 24 muestras se dividieron en seis grupos y se calentaron a 100, 200, 300, 400, 500 y 600°C. Una vez alcanzada la temperatura elegida, se enfriaron inmediatamente con un recipiente de agua fría, y la temperatura del agua en el recipiente fue de 25°C. Tras el tratamiento térmico, las muestras se midieron utilizando velocidades de ondas ultrasónicas, y luego se deformaron bajo ensayos de compresión uniaxial y triaxial. Se presentaron la velocidad de onda P, las características del daño, las curvas de tensión-deformación, la resistencia a la compresión y el módulo de Young de las muestras considerando diferentes temperaturas térmicas. Los resultados confirmaron que la velocidad de las ondas P de las muestras disminuye generalmente con la temperatura. La velocidad de las ondas P puede reflejar indirectamente el daño de la estructura de la roca. Estos cambios representan una relación exponencial negativa entre la velocidad de las ondas P y la temperatura de mantenimiento tras el enfriamiento. A medida que las muestras experimentaban mayores temperaturas, la resistencia máxima y las características elásticas también se reducían significativamente. Esto se debe principalmente al daño inducido térmicamente en forma de grietas intergranulares e intragranulares. La respuesta tensión-deformación reveló que el modo de fallo puede cambiar de frágil a cuasi-frágil tras el tratamiento a temperaturas cada vez mayores.

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