高刚度可旋转岩石力学试验机的研制

发布时间：2024-03-30 13:27

　　岩石破裂是地质体一切行为的根源,例如地震发生时大地物性变化、矿井突水灾害、滑坡等,了解岩石破裂的机制后,我们可以有效预报这些地质灾害以及用于研究页岩油、页岩气等能源的开采。然而,深部地层人不可进入,采用岩石力学试验机模拟地下环境进行实验研究是唯一可行的手段。现有的岩石力学试验机只能通过加载,获得岩石应力-应变等宏观力学特性,对其内部裂纹的发生和发展以及水气在缝隙中的运移无法观测。试验机的刚度不足,在对岩石加载的同时,试验机弹性变形,在破裂发生时,即使作动器停止加载,仍有弹性载荷施加在岩石上,导致实验失败。本论文所研制的可旋转的岩石力学试验机,配合工业CT以及计算机图像重构技术,来获得岩石在模拟地下环境中被压裂微观特性,即裂纹的产生和发展变化趋势。论文综合考虑精密旋转方式、加载频率响应、射线的易穿透性等因素设计了可旋转岩石力学试验机方案,着重研究了试验机系统的刚性的影响。讨论了旋转方式、驱动方式、反力架支撑技术的可行性。重点分析了影响岩石力学试验机刚度的因素,提出了针对性旋转结构、高刚度结构设计解决措施,并对不同方案框架结构进行了三维建模和有限元仿真分析及实验比较,选择最优方案。论文完成...

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-2多物理耸测最系统

统己刻不容缓，如图１－２所示。??图１－１高能ＣＴ配套旋转岩石试验机??－１?Ｅｆｆｅｃｔ?ｐｉｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｈｉｇｈ－ｅｎｅｒｇｙ?ＣＴ?ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ?ｒｏｔａｔｉｎｇ?ｒｏｃｋ?化ｓｔｉｎｇ?ｆａ巧压??

图１－３资源勘探开发示意??巧昏?１－３?Ｓｋｅｔｃｈ?ｍａｐ?ｏｆ?ｍｉｎｅｒａｌ?ｒｅｓｏｕｒｃ巧?ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｊｅｃｔｓ??

本研巧不仅具有重要的科学意义，同时具有广阔的应用价值：??可作为页岩气开发的重要研巧手段，页岩气开发的核也技术是水压裂技术Ｗ，??如图１－３所示。页岩气能否高效开发完全取决于能否揭示页岩中密集裂缝形成机??吊ＩＪ，由于在数千米深钻孔内不可能观测裂缝形成与气液运移，实验室试验是唯一....

图１－４页岩气开采方法示意??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｋｅｔｃｈ?ｍａｐ?ｏｆ?ｌ：ｈｅ?ｍｉｎｉｎｇ?ｍｅｔｈｏｄ?ｏｆ?ｓｈａｌｅ?ｇａｓ??

本研巧不仅具有重要的科学意义，同时具有广阔的应用价值：??可作为页岩气开发的重要研巧手段，页岩气开发的核也技术是水压裂技术Ｗ，??如图１－３所示。页岩气能否高效开发完全取决于能否揭示页岩中密集裂缝形成机??吊ＩＪ，由于在数千米深钻孔内不可能观测裂缝形成与气液运移，实验室试验是唯一....

图１－５岩石压裂及其典型应力－应变曲线??Ｆｉｇ．?１－５?Ｓｔｒａｉｎ－ｓｔｒｅｓｓ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｒｏｃｋ?ｆｒａｃｔｕ化?ｐｒｏｃｅｓｓ??

１．４．１岩石试验机发展概述??岩石试验机是一种用于研究岩石为学性能，包括岩石的抗压强度、应力应变??关系的基础科学试验仪器，如图１－５所示，主要由围压系统、轴压系统、温度控制??系统等组成，利用压为室对岩石试样施加围向压力，同时通过轴压系统对岩石试??样施加轴向力，由温度控制系....

本文编号：3942423