热—力作用下砂岩损伤破裂演化规律实验研究
发布时间：2021-04-16 16:28
砂岩热损伤研究对煤炭地下气化、地热资源开发、核废料地下深埋处理和深部地下空间利用等涉及高温环境的岩石类工程具有重要的理论意义和工程应用价值。本文以大同砂岩为研究对象,通过细观组构的描述和分析,探讨了砂岩组构随温度变化的损伤机制;采用细观和宏观相结合的方式,获得了孔隙-裂隙结构的演化规律;利用自主研制的多功能岩石高温试验机研究砂岩在温度和应力作用下的损伤破坏特性,得到了砂岩在温度和应力作用下从微观到宏观的破坏规律;采用自主研制的高温三轴渗透试验机对砂岩的渗透特性进行了实验研究,并利用渗透特性的演化规律揭示砂岩宏观热损伤破裂规律。主要研究内容与结论如下:（1）运用X射线衍射分析、显微薄片分析、扫描电子显微镜等手段对高温作用后（25-1000℃）砂岩的细观组构变化进行了研究,分析了砂岩的矿物成分、结构、孔裂隙分布随温度的变化规律,探讨了砂岩组构随温度变化的损伤机制,结果表明高温对砂岩中的晶体结构有损伤作用,随着温度的改变砂岩组构发生了温度响应,高温引起的热反应和矿物热膨胀作用是影响砂岩组构变化的两个主要因素,温度作用后砂岩表面有热开裂现象发生,分为萌生、扩展、连通和收缩四个阶段。（2）基于低...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
XRMF-9X型高温炉Fig.2-1XRMF-9Xhightemperaturefurnace
图 2-1 XRMF-9X 型高温炉Fig.2-1 XRMF-9X high temperature furnace射仪分析是利用 X 射线在晶体物质中的衍射效应进行的物质津 D/Max-RA 型衍射仪对温度作用后砂岩组分的衍射强 2-2。X 射线衍射仪指标参数如下：Cu 旋转阳极靶，Kα 5-85°，扫描速度 8°/min，步长 0.01，X 射线管电压 10KV1°，RS（接收狭缝）1°，SS（防散射狭缝）0.3mm。连样间隔 0.02°。
图 2-3 IIPOL-BK 型偏光显微镜ig.2-3 IIPOL-BK type polarized light microsco岩的孔隙与裂隙的形貌，是岩石微观l Zeiss 公司研制的 SUPRA 55-VP 型场大倍数为 12-106，加速电压 0.02-20KV
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度作用下缺陷花岗岩热损伤:以甘肃北山缺陷花岗岩为例[J]. 高红梅,兰永伟,周莉,孟丽岩. 吉林大学学报(地球科学版). 2017(06)
[2]不同温度热处理石灰岩的物理力学性质试验研究[J]. 陈宇龙,张玉. 岩石力学与工程学报. 2017(S2)
[3]基于重标极差分析的受载砂岩声发射特征研究[J]. 魏洋,李忠辉,张志博,孔艳慧,殷山,刘帅杰,程富起. 工矿自动化. 2017(07)
[4]孔隙压力对煤岩渗透率影响的试验研究[J]. 李波波,杨康,袁梅,许江. 中国安全科学学报. 2017(03)
[5]高温对细砂岩力学性质影响机制的试验研究[J]. 苏承东,韦四江,秦本东,杨玉顺. 岩土力学. 2017(03)
[6]高温砂岩热膨胀系数变化规律试验研究[J]. 马占国,唐芙蓉,戚福周,史晓东,项亨,连永权. 采矿与安全工程学报. 2017(01)
[7]高温影响下花岗岩孔径分布的分形结构及模型[J]. 张志镇,高峰,高亚楠,徐小丽,侯鹏,滕腾,尚晓吉. 岩石力学与工程学报. 2016(12)
[8]三类岩石热损伤力学特性的试验研究与细观力学分析[J]. 赵亚永,魏凯,周佳庆,李星,陈益峰. 岩石力学与工程学报. 2017(01)
[9]热损伤后北山花岗岩裂隙演化及渗透率试验研究[J]. 陈世万,杨春和,刘鹏君,魏翔. 岩土工程学报. 2017(08)
[10]含瓦斯煤受载损伤演化声发射特性实验研究[J]. 钮月,李忠辉,王红浩,王佳丽,刘帅杰,殷山,孔艳慧,洪森. 工矿自动化. 2016(06)
博士论文
[1]岩石热损伤微观机制与宏观物理力学性质演变特征研究[D]. 张卫强.中国矿业大学 2017
[2]隧道火灾发展特性及竖井自然排烟方法研究[D]. 范传刚.中国科学技术大学 2015
[3]西藏尼木—那曲地热带典型高温地热系统形成机理研究[D]. 刘昭.中国地质科学院 2014
[4]高温三轴应力下花岗岩蠕变—渗透—热破裂规律与地热开采研究[D]. 张宁.太原理工大学 2013
[5]煤炭地下气化燃空区覆岩裂隙演化及破断规律研究[D]. 唐芙蓉.中国矿业大学 2013
[6]高温作用下泥岩的损伤演化及破裂机理研究[D]. 张连英.中国矿业大学 2012
[7]考虑温度效应的岩石动力学行为研究[D]. 尹土兵.中南大学 2012
[8]温度载荷作用下花岗岩力学性质演化及其微观机制研究[D]. 徐小丽.中国矿业大学 2008
[9]核磁共振岩石物理研究及其在石油工业中的应用[D]. 王为民.中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所） 2001
硕士论文
[1]高温下岩石的宏细观特性试验研究[D]. 翟松韬.上海交通大学 2013
[2]花岗岩热破裂实验研究[D]. 武晋文.太原理工大学 2008
[3]大理岩高温后力学性质及其细观试验研究[D]. 蒋志坚.河海大学 2007
[4]油气开发中高温高压CO2腐蚀产物膜结构与性能研究[D]. 张颖.西南石油学院 2005
本文编号：3141773
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
XRMF-9X型高温炉Fig.2-1XRMF-9Xhightemperaturefurnace
图 2-1 XRMF-9X 型高温炉Fig.2-1 XRMF-9X high temperature furnace射仪分析是利用 X 射线在晶体物质中的衍射效应进行的物质津 D/Max-RA 型衍射仪对温度作用后砂岩组分的衍射强 2-2。X 射线衍射仪指标参数如下：Cu 旋转阳极靶，Kα 5-85°，扫描速度 8°/min，步长 0.01，X 射线管电压 10KV1°，RS（接收狭缝）1°，SS（防散射狭缝）0.3mm。连样间隔 0.02°。
图 2-3 IIPOL-BK 型偏光显微镜ig.2-3 IIPOL-BK type polarized light microsco岩的孔隙与裂隙的形貌，是岩石微观l Zeiss 公司研制的 SUPRA 55-VP 型场大倍数为 12-106，加速电压 0.02-20KV
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度作用下缺陷花岗岩热损伤:以甘肃北山缺陷花岗岩为例[J]. 高红梅,兰永伟,周莉,孟丽岩. 吉林大学学报(地球科学版). 2017(06)
[2]不同温度热处理石灰岩的物理力学性质试验研究[J]. 陈宇龙,张玉. 岩石力学与工程学报. 2017(S2)
[3]基于重标极差分析的受载砂岩声发射特征研究[J]. 魏洋,李忠辉,张志博,孔艳慧,殷山,刘帅杰,程富起. 工矿自动化. 2017(07)
[4]孔隙压力对煤岩渗透率影响的试验研究[J]. 李波波,杨康,袁梅,许江. 中国安全科学学报. 2017(03)
[5]高温对细砂岩力学性质影响机制的试验研究[J]. 苏承东,韦四江,秦本东,杨玉顺. 岩土力学. 2017(03)
[6]高温砂岩热膨胀系数变化规律试验研究[J]. 马占国,唐芙蓉,戚福周,史晓东,项亨,连永权. 采矿与安全工程学报. 2017(01)
[7]高温影响下花岗岩孔径分布的分形结构及模型[J]. 张志镇,高峰,高亚楠,徐小丽,侯鹏,滕腾,尚晓吉. 岩石力学与工程学报. 2016(12)
[8]三类岩石热损伤力学特性的试验研究与细观力学分析[J]. 赵亚永,魏凯,周佳庆,李星,陈益峰. 岩石力学与工程学报. 2017(01)
[9]热损伤后北山花岗岩裂隙演化及渗透率试验研究[J]. 陈世万,杨春和,刘鹏君,魏翔. 岩土工程学报. 2017(08)
[10]含瓦斯煤受载损伤演化声发射特性实验研究[J]. 钮月,李忠辉,王红浩,王佳丽,刘帅杰,殷山,孔艳慧,洪森. 工矿自动化. 2016(06)
博士论文
[1]岩石热损伤微观机制与宏观物理力学性质演变特征研究[D]. 张卫强.中国矿业大学 2017
[2]隧道火灾发展特性及竖井自然排烟方法研究[D]. 范传刚.中国科学技术大学 2015
[3]西藏尼木—那曲地热带典型高温地热系统形成机理研究[D]. 刘昭.中国地质科学院 2014
[4]高温三轴应力下花岗岩蠕变—渗透—热破裂规律与地热开采研究[D]. 张宁.太原理工大学 2013
[5]煤炭地下气化燃空区覆岩裂隙演化及破断规律研究[D]. 唐芙蓉.中国矿业大学 2013
[6]高温作用下泥岩的损伤演化及破裂机理研究[D]. 张连英.中国矿业大学 2012
[7]考虑温度效应的岩石动力学行为研究[D]. 尹土兵.中南大学 2012
[8]温度载荷作用下花岗岩力学性质演化及其微观机制研究[D]. 徐小丽.中国矿业大学 2008
[9]核磁共振岩石物理研究及其在石油工业中的应用[D]. 王为民.中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所） 2001
硕士论文
[1]高温下岩石的宏细观特性试验研究[D]. 翟松韬.上海交通大学 2013
[2]花岗岩热破裂实验研究[D]. 武晋文.太原理工大学 2008
[3]大理岩高温后力学性质及其细观试验研究[D]. 蒋志坚.河海大学 2007
[4]油气开发中高温高压CO2腐蚀产物膜结构与性能研究[D]. 张颖.西南石油学院 2005
本文编号：3141773
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