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中高温三轴应力下鲁灰花岗岩热破裂声发射特征的试验研究 总被引：5，自引：1，他引：4
在中高温三轴应力作用下岩石内部物理化学性质和结构特性将发生变化,随着岩石内部结构的变化会引发一系列的声发射现象。通过试验研究了大试件花岗岩在三轴压力状态下声发射随温度的变化规律。试验研究表明：①随着温度升高,岩石的声发射现象是间断发生的;②花岗岩存在一个开始发生热破裂的门槛值温度,其值为120 ℃左右;③试验温度范围内花岗岩热破裂的声发射现象可分为5个阶段,即岩石原生裂隙整合阶段、热破裂前声发射静默阶段、热破裂声发射阶段、大规模热破裂后声发射静默阶段、二次热破裂开始阶段。 相似文献
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含孔岩石加载过程的热辐射温度场变化特征 总被引：1，自引：0，他引：1
选择含圆孔岩石作为试样,利用单轴加载试验系统和红外热像仪,并结合数值模拟分析手段,对模型受力及破裂过程的热辐射时空演化特征进行了试验研究。结果表明：含圆孔岩石在加载过程中压、拉应力呈对称分布,导致热像的升温和降温区对称分布,即压应力区升温,拉应力区降温,应力场与红外辐射温度场之间呈很好的对应关系。试件加载后期发生破裂,破裂的性质与红外辐射温度变化有密切关系,剪性破裂辐射温度升高,而张性破裂辐射温度无明显变化。试件最终呈剪性破裂,而该区域的带状升温是岩石破裂失稳的重要红外前兆。试验结果再次揭示,利用热成像技术可以监测岩石的应力与灾变现象。 相似文献
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岩石热破裂是高放废物地质处置工程中需深入研究的课题。对我国高放废物重点预选场址甘肃北山的花岗岩开展室内热破裂模拟试验研究,采用多通道温度测试仪、声发射、波速层析成像和数码显微镜等手段研究了该花岗岩热破裂过程。试验表明,（1）热破裂从试件端部开始产生,逐步向内缓慢扩展,表现出分段性和独立性;（2）根据声发射撞击率可将热破裂可分为稳定热损伤、宏观裂纹形成、宏观裂纹扩展、裂纹冷却闭合4个阶段,声发射定位的时空演化规律清楚地揭示了裂纹从试件上端部向内部扩展的规律;（3）波速层析成像指示了宏观裂纹位置及高温对岩石造成显著损伤的区域,热应力产生的损伤集中在试件边界,范围小,损伤严重,高温造成的损伤集中在钻孔附近高温区,范围较大,损伤略轻微;（4）监测多通道温度,获得了试件内的温度场并为数值模拟参数选取提供验证,采用有限元程序进行了热力耦合数值模拟,从机制上初步解释了热破裂现象,研究认为综合声发射实时监测热破裂过程和波速层析成像能实现对热损伤的量化的特性可实现岩石热破裂的动态监测和损伤量化,为今后地下实验室相关试验的开展和认识高放废物处置长期稳定性做了有意义的探索。 相似文献
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通过地温监测、含水层结构和岩性构造辨识,剖析了银川平原西部斜坡区地热田的地温场特征和热储层分布规律,确定了热储随机变量,并分别利用随机变量频率分布和三角分布等蒙特卡罗统计手段识别了随机变量参数,结合热储法计算了典型区地热资源量。研究结果表明：银川平原地热田属深循环中低温传导型地热系统,共分为5个构造分区(西部斜坡区、中部深陷区、东部斜坡凹陷区、东部斜坡隆起区和南部斜坡区)和4个热储层(新近系干沟河组、新近系红柳沟组、古近系清水营组和奥陶系马家沟组)。研究区地热资源储量丰富,垂直地温场温度与地层深度呈正相关关系,主要热储层位于400~800m的渐新统清水营组;研究区热储随机变量包括热储温度、岩石孔隙率、岩石比热容和岩石密度等参数,热储温度随机分布频率为25%、50%、75%、97. 5%的西部斜坡区地热资源量在175. 56×10↑14~230. 04×10↑14 kJ之间,其中,75%的热储温度随机分布频率可作为研究区热储温度随机变量的优选频率,该频率下地热资源储量与热储法分层计算结果标准差仅为4. 21%;利用热储特征分析和蒙特卡洛法的参数识别,能够克服热储层参数的强烈空间变异,为快速精准评价区域地热资源量和科学开发利用地热资源提供新途径。 相似文献
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用声波参数确定岩石加载破坏过程的不同阶段 总被引：5，自引：0，他引：5
本文研究了岩石在单轴和真三轴加载的破坏过程与声波参数及动力学参数之间的关系。在单轴和三轴压缩实验中,通过测量纵横波速度和振幅的变化,有效地判断岩石加载和结构的变化情况,确定岩石加载破坏过程中的几个阶段,实现对岩石破裂前兆的预测。本文还研究了三轴压缩实验中中间主应力σ_2的改变对声波速度和振幅变化曲线的影响。 相似文献
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三轴压缩条件下三峡坝基岩石破裂的分形特征 总被引：1，自引：0，他引：1
根据分形理论,系统地研究了在三轴压缩条件下三峡坝基岩石破裂系和破损物的分形结构。结果表明,在三轴压缩条件下,岩石脆性破裂的破裂系和岩石破损物的粒度分布均有很好的统计自相似性。在不同的围压和应变率下,岩石脆性破裂的分维值各不相同,体现了岩石脆性断裂机制的差异性。分维可作为描述岩石脆性断裂的定量参数 相似文献
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岩石拉伸剪切破裂是一类特殊应力状态条件下的破裂形式,属于同时受垂直于破裂面的法向拉应力和平行于破裂面的剪应力作用的复合破裂模式。在研制的DSC-800电液伺服测控岩石拉伸剪切试验仪的基础上,进行了大量花岗闪长岩和砂岩的拉伸剪切试验,开展了配套的破裂断口三维激光扫描、扫描电子显微镜（SEM）、岩石物理力学性质试验、颗粒流离散元（PFC）数值模拟等相关试验,利用分形理论研究了岩石拉剪破裂面特征,研究了岩石拉剪-压剪全区破裂准则、剪切速率对岩石拉剪破裂强度的影响,采用颗粒流离散元研究了岩石拉剪破裂过程。研究结论如下:（1）岩石拉剪破裂面的宏观与微观分形维数即粗糙度随着拉应力的增加而增大;（2）岩石的微观断裂形式是拉伸破坏和剪切破坏的结合。当拉应力较小时,岩石的微观断裂形式主要表现为剪切破坏,并且随着拉应力的增加,岩石的拉伸破坏形式表现得更加明显;（3）岩石在拉伸剪切区的破裂拉应力与剪应力成线性负相关关系,在拉伸剪切应力区的岩石破裂线斜率比压缩剪切区大,岩石在拉伸剪切应力条件下比压缩剪切应力条件下容易破裂;（4）在岩石拉伸剪切条件下,剪切速率与剪切强度成非线性反相关关系,随着剪切速率的增加,岩石拉剪破裂面粗糙度增加;（5）建立了岩石拉伸剪切PFC数值试验模型,模拟了岩石拉伸剪切破裂过程中的力链演化以及剪切速率对拉剪破裂面粗糙度的影响,获得了与实验室试验一致的结果。 相似文献
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中国满州里—绥芬河地学断面放射性元素与岩石圈热结构及温度分布 总被引：2，自引：0，他引：2
根据断面域兴安、松嫩地块各时代地层和花岗质岩石及所估算的地壳各结构层的Ｋ、Ｕ、Ｔｈ含量，研究了岩石的热产生率及其变化、以及岩石圈的热结构和温度分布，揭示了兴安、松嫩地块热产生率与岩性及时代的关系。兴安、松嫩地块均以高热流为特征，特别是松嫩地块为明显的高热异常区。岩石圈内的温度分布结合地球物理信息的分析表明，两地块深部地壳可能存在低速高导的部分熔融体。 相似文献
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A simple three-dimensional heat transfer model is developed to consider the hindering effect of cracks on heat transfer. The 3D heat transfer model can also be applied to numerical methods such as the combined finite-discrete element method (FDEM), discrete element method (DEM), discontinuous deformation analysis (DDA), the numerical manifold method (NMM), and the finite element method (FEM) to construct thermo-mechanical coupling models that allow these methods to solve thermal cracking problems and dynamically consider the hindering effect of cracks on heat transfer. In the 3D heat transfer model, the continuous-discontinuous medium is discretized into independent tetrahedral elements, and joint elements are inserted between adjacent tetrahedral elements. Heat transfer calculations for continuous-discontinuous media are converted to heat conduction in tetrahedral elements and the heat exchange between the adjacent tetrahedral elements through the joint element. If the joint element between adjacent tetrahedral elements breaks (ie, a crack generates), the heat exchange coefficient of the joint element is reduced to account for the hindering effect of cracks on heat conduction. Then the model and the FDEM are combined to build a thermo-mechanical coupling model to simulate thermal cracking. The thermally induced deformation, stress, and cracking are investigated by the thermo-mechanical coupling model, and the numerical results are compared with analytical solutions or experimental results. The 3D heat transfer model and thermo-mechanical model can provide a powerful tool for simulating heat transfer and thermal cracking in a continuous-discontinuous medium. 相似文献
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通过理论分析和数值计算研究深埋地下隧洞开挖卸荷引起的围岩开裂,并分别对准静态和瞬态开挖缷荷引起的围岩开裂机制与开裂特征进行分析。采用双向受压条件下的压剪裂纹扩展模型和应力强度因子计算公式,分析了开挖面上岩体应力瞬态释放和围岩应力瞬态调整对围岩开裂过程的影响,并分别对准静态和瞬态卸荷引起的围岩开裂机制及影响因素进行探讨。研究结果表明,围岩开挖缷荷是深埋隧洞围岩发生开裂的重要原因之一,高地应力条件下围岩以剪切型断裂破坏为主;瞬态卸荷存在动态拉应力效应,开挖卸荷时间越短,引起的拉应力区及围岩开裂范围越大;围岩开裂深度及范围随着侧压力系数增加而增大,且开裂区近似成V型。深埋隧洞围岩开裂特征及影响因素研究,对进一步认识围岩开挖破坏的力学机制具有重要的意义。 相似文献
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寒区路面 总被引：1，自引：0，他引：1
The article mainly discusses several essential problems of cold region pavement, including thermal cracking of asphalt concrete, cracking deterioration and heaving, frost heave, seasonal and long term roughness induced by different frost heave, frost heave cracking, bearing capacity loss during spring thaw. The reason for these problems is that cold region pavements are subjected to intense solicitation by climatic and environmental factors. The author offers several models corresponding to the solicitation. Furthermore in conclusion of the article the author indicates future research for cold region. 相似文献
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东营凹陷民丰地区天然气生成机理与化学动力学研究 总被引：3，自引：0，他引：3
民丰地区天然气存在源岩热解和原油裂解成因的争议。本文采用高压釜封闭体系对该区烃源岩和原油样品分别进行了热模拟实验,从烃类气体生成过程、气态烃与部分单体烃生成动力学特征讨论了二者的生气机理,认为原油裂解比源岩热解生气活化能高30～40 kJ/mol,原油比源岩生气需要更高的热力学条件。模拟实验证实,成熟阶段源岩热解气与原油裂解气相比,以环烷烃和芳烃相对含量低为特征,与民丰地区产出的天然气组成更接近,据此认为该区天然气主要为源岩热解成因。 相似文献
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通过模拟实验,对碎屑岩和碳酸盐岩中分散可溶有机质裂解生气的模式及产物特征进行了探讨。实验表明,分散于碎屑岩与碳酸盐岩中的可溶有机质在高温热裂解演化过程中,其产气率存在着明显的差别。对于碎屑岩而言,当分散可溶有机质丰度小于0.3%时,裂解产气率与岩石中分散可溶有机质含量呈正相关关系,大于0.3%时几乎不变,而碳酸盐岩中分散可溶有机质产气率与分散可溶有机质含量的关系不是很明显。赋存于两类不同岩石中的分散可溶有机质的裂解气的及干燥系数也存在着较大差异。结果表明上述地球化学特征均与岩石对类烃气体的选择性吸附有关。 相似文献
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四川盆地北缘灯影组深埋白云岩优质储层形成与保存机制 总被引：2，自引：0，他引：2
叠合盆地深埋碳酸盐岩优质储层的形成和保存机理是一个复杂而又有争议的议题。大量的地质地球化学证据表明,四川盆地北缘灯影组深埋白云岩在灯四段和灯二段末期先后发生了两期古岩溶作用,在灯影组内形成了大小不等的晶洞和次生孔隙。在后期的深埋-隆升过程中,表生期的岩溶孔洞被不同世代的矿物充填,先存的孔洞被不同程度的改造和破坏,随埋藏深度的增加先存孔洞的体积变小;同时CO2、有机酸、H2S和多期外来酸性热液流体的溶蚀改造又形成了部分新的次生孔洞;油气藏主要赋存于残余的表生岩溶孔洞和新生次生溶孔内。研究表明,灯影组深埋白云岩优质储层的形成和保存不仅受表生岩溶作用、古岩溶地貌和沉积微相的影响和控制,而且还受深埋隆升过程中多期流体充注、溶蚀-沉淀和石油热裂解的复合控制。其中,表生岩溶作用是影响优质储层形成的最为关键性因素,古岩溶地貌和沉积微相控制了优质储层的时空分布,表生岩溶作用影响的深度最深达500m左右。多期侵蚀性流体的溶蚀和石油热裂解所引起的超压使先存表生岩溶孔洞能得以保存。 相似文献
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随机介质热弹性力学模型球坐标问题的解析解 总被引：2，自引：0，他引：2
针对随机介质热弹性力学模型,在随机韦泊分布和指数分布下,提出了一种解决随机概率分布用连续函数表示的方法,并推导出该模型球坐标问题的解析解。通过算例,对随机模型与均质模型热应力的区别做了详细研究,结果表明随机概率分布参数m对随机模型的热应力有重要影响。 相似文献