蠕變特性

巖石在大小和方向不變的外力作用下，變形量隨時間延續(xù)而不斷增長的現(xiàn)象稱之為巖石的蠕變特性。蠕變現(xiàn)象?？稍谛逼潞偷叵露词覈鷰r中直接觀測到。

在工程實踐中，往往并非巖體的強度不夠，而是由于蝙變使巖體產(chǎn)生了過量的變形，進(jìn)而使建筑物產(chǎn)生破壞。因此在某些情況下.只按巖體的強度來進(jìn)行設(shè)計是不安全的.應(yīng)該考慮巖石蠕變特性的影響，巖石的蠕變特性主要取決于巖石本身的性質(zhì)。2100433B

由于氧化使蠕變斷裂壽命顯著降低的部分?jǐn)?shù)據(jù)排除在外。耐熱鋼的蠕變強度在100MPa以上的應(yīng)力區(qū)，根據(jù)鋼的不同而有很大差異，如換算成斷裂壽命則分散在4位數(shù)或4位以上寬的范圍內(nèi)。但斷裂強度的分散程度隨著應(yīng)力的下降而減少，在低應(yīng)力的高溫長時間方面，認(rèn)為所有種類鋼的斷裂強度換算成斷裂壽命，都有收斂在1位數(shù)很窄范圍內(nèi)的傾向。根據(jù)這個結(jié)果，在前面報導(dǎo)中推測的結(jié)果是鐵素體系耐熱鋼的基體蠕變強度不論鋼種是否不同都是同等程度，另一方面，碳鋼蠕變強度特性與耐熱鋼有很大的不同，認(rèn)為有以下特征。

1.碳鋼的蠕變強度比耐熱鋼的斷裂強度小，其裂壽命短1-2位數(shù)。

2.碳鋼蠕變斷裂強度對應(yīng)力的依賴性、數(shù)據(jù)段的梯度，在200MPa以下很寬的范圍內(nèi)幾乎是一定的，與耐熱鋼在低應(yīng)力、長時間方面表示出的共同斷裂強度對應(yīng)力的依賴性為同等程度。

3.碳鋼的蠕變斷裂強度，換算成破斷裂壽命，分散在一位數(shù)范圍內(nèi)。化學(xué)成分差別很大的10種耐熱鋼蠕變斷裂強度，與在低應(yīng)力方面收斂在相同程度范圍內(nèi)相比較，碳鋼蠕變裂裂強度分散程度相當(dāng)大 。

試驗鋼的蠕變斷裂數(shù)據(jù)按爐號的蠕變斷裂強度換算成斷裂壽命，分散在1位數(shù)寬度范圍內(nèi)，分散范圍即使是在低應(yīng)力、長時間方面也沒有減少的傾向。但是，對每個爐號鋼在蠕變斷裂強度上沒有大的分散，因此，本試驗鋼的蠕變斷裂強度分散大的問題，起因于蠕變斷裂強度的爐號間差別大。

在最低溫度673K，隨著應(yīng)力的下降，曲線的梯度單調(diào)的增加。但在723K，如果應(yīng)力低到150MPa以下，曲線的梯度相反減少，呈反S型態(tài)。從應(yīng)力一斷裂時間曲線的反S型態(tài)可以推測，應(yīng)力約150MPa以下的723K約超過5000小時，或者773K超過數(shù)百小時的長時間方面.蠕變強度降低到本試驗用鋼的基礎(chǔ)蠕變強度。另外，還將關(guān)于推測為相當(dāng)于基礎(chǔ)蠕變強度，即應(yīng)力150MPa。鋼的蠕變斷裂數(shù)據(jù)可用Larson-Miller參數(shù)整理，特別是推測為蠕變強度在降到基礎(chǔ)蠕變強度的低應(yīng)力區(qū)內(nèi)。應(yīng)力的對數(shù)與Lar-son - Miller參數(shù)之間有良好的直線關(guān)系。

巖石在地質(zhì)條件下的蠕變可以產(chǎn)生相當(dāng)大的變形而所需要的應(yīng)力卻不一定很大。蠕變隨時間的延續(xù)大致分3個階段：①初始蠕變或過渡蠕變，應(yīng)變隨時間延續(xù)而增加，但增加的速度逐漸減慢；②穩(wěn)態(tài)蠕變或定常蠕變，應(yīng)變隨時間延續(xù)而勻速增加，這個階段較長；③加速蠕變，應(yīng)變隨時間延續(xù)而加速增加,直達(dá)破裂點。應(yīng)力越大，蠕變的總時間越短；應(yīng)力越小，蠕變的總時間越長。但是每種材料都有一個最小應(yīng)力值，應(yīng)力低于該值時不論經(jīng)歷多長時間也不破裂，或者說蠕變時間無限長，這個應(yīng)力值稱為該材料的長期強度。巖石的長期強度約為其極限強度的2/3。