Effect of joints on microwave fracturing of the Bukit Timah granite using an open-ended antenna
Zhongjun Ma, Yanlong Zheng, Lei He, Jianchun Li
近年来，科研工作者开始研究微波在辅助岩石破碎方面的前景。微波照射下岩石内部损伤影响因素的研究对微波辅助机械破岩的工业化实践及提高破岩效率具有重要意义。本文主要研究了微波诱导花岗岩的破坏模式，探讨了节理对微波致裂花岗岩的影响并分析了微波诱导裂纹-节理相互作用的模式。
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Zhongjun Ma, Yanlong Zheng, Lei He, Jianchun Li. Effect of joints on microwave fracturing of the Bukit Timah granite using an open‐ended antenna. Deep Underground Science and Engineering. 2022;1(2):137‐146.doi:10.1002/dug2.12024
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01
本文简介：
本文利用缩径介质填充天线照射了不同尺寸的武吉知马花岗岩，研究了微波诱导花岗岩的破坏模式，探讨了节理对微波致裂花岗岩的影响并分析了微波诱导裂纹-节理相互作用的模式。
研究结果表明，微波作用下花岗岩弱化的模式包括：开裂、爆裂、熔融以及他们之间的组合。表面和侧面的裂纹长度、数量随着微波功率以及加热时间的增加而增加，随着辐射距离的增加而减少。微波诱导裂纹和节理之间的相互作用模式可以总结为四类：（1）停止，（2）穿透，（3）偏转以及（4）跟随。接近角越小，微波诱导的裂纹更容易在节理处停止；微波照射点与节理之间的间距越小，微波诱导裂纹越容易穿透节理；反之，微波诱导裂纹更有可能在节理处停止。
02
本文亮点：
利用缩径介质填充天线进行了中、小尺度完整花岗岩以及大尺度节理岩体（新加坡武吉知马Bukit Timah花岗岩）的微波致裂试验，研究了微波面照射作用下不同尺寸花岗岩试样的破裂特征；
研究了微波诱导花岗岩的破坏模式；
研究了节理对微波致裂花岗岩的影响并分析了微波诱导裂纹—节理相互作用的模式。
03
作者简介：
李建春，博士，东南大学首席教授、博士生导师，江苏省双创人才、江苏省双创团队负责人。现任东南大学未来地下空间研究院副院长、东南大学欧美同学会常务副会长，同时担任国际岩石力学与岩石工程学会（ISRM）岩石动力学专委会主席。
马中骏，东南大学岩土工程专业博士研究生，主要从事微波辅助破岩的机理与应用方面的基础研究工作。近年来在Tunnelling and Underground Space Technology、Rock Mechanics and Rock Engineering等行业期刊上发表SCI论文10余篇，主持江苏省研究生科研实践创新项目1项，参与国家自然科学基金、国家重大科学仪器研发专项等项目5项。
郑彦龙，博士，东南大学副教授。主要从事岩石力学与地下工程、微波水射流等新型岩石破碎方法及TBM掘进破岩机理与预测等方面的研究和教学工作。在岩石力学、微波能应用和工程热物理等领域期刊发表SCI论文20余篇，授权国家发明专利8项。担任中国岩石力学与工程学会岩石破碎工程专业委员会委员。
何磊，东南大学土木工程学院桥隧与地下工程系教授、博士生导师。截止2022年，在国内外学术期刊上发表研究性论文70余篇，其中SCI收录40余篇，论文累计引用1384次，H-index 19，其成果主要发表在岩石力学、数值方法、实验力学等主流刊物。科研方向聚焦于城市地下空间的新型规划、设计、施工方法，致力于地下基础设施信息化建设和智能化技术融合应用。
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