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砂岩循环冻融损伤的低场核磁共振与声发射概率密度研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究不同水化环境下的砂岩经多次冻融循环后的损伤情况,将饱和蒸馏水与3%NaCl水溶液的砂岩试样,在冻结温度为-30℃、融化温度30℃的环境下进行循环冻融试验;并同步采集冻融中的声发射信号,每3次冻融循环后进行1次低场核磁分析与光学显微观测,在冻融循环结束后再进行单轴压缩试验。试验结果表明:蒸馏水环境和3%NaCl溶液环境作用下,随着冻融循环次数的增加,砂岩试样的T_2谱向右偏移、T_2谱总面积增加、孔隙度增加、内部显微结构破坏,且3%NaCl溶液冻融组变化更为严重;循环冻融后砂岩的单轴压缩声发射绝对能量概率密度依然满足幂定律分布,但临界指数增加,而3%NaCl循环冻融组的增量更大;每次冻融循环过程中,随着循环次数的增加,声发射概率密度的临界指数表现为先增加后降低,与已有的超声波检测试验结果相一致,而融化过程的临界指数峰值超前于结冻过程,冻融损伤主要是因静压、渗透压破坏以及水化介质对岩石的溶解、侵蚀造成的。本研究将为寒区岩体工程损伤破坏机制和稳定性评价提供一定的参考价值。 相似文献
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在外荷载等因素作用下，粗粒土易发生颗粒破碎。对泥岩和砂岩颗粒进行了一系列的单颗粒破碎试验，基于尺寸效应和颗粒破碎分形模型，研究了单颗粒破碎强度、破碎能量及Weibull模量等与分形维数间的关系。利用PFC3D对单颗粒破碎过程进行分析，并与试验数据对比，验证了数值程序的可靠性；随后扩展到大颗粒粒径，分析了其单破碎强度及破碎能量。结果表明：在同类试验条件下，不同材料所得的分形维数是不同的；不同粒径砂岩的破碎程度均大于泥岩；单颗粒破碎强度具有明显的尺寸效应；单颗粒破碎强度与破碎能量均可通过分形维数与颗粒粒径预测得出；修正后的Weibull模量也可通过分形维数得出；数值模拟结果与试验结果及预测结果基本一致；大颗粒粒径单颗粒破碎强度模拟结果与预测结果基本一致，破碎能量稍有差异，需进一步试验验证。研究成果可为获取大粒径粗粒土的单颗粒强度与变形特性提供参考。 相似文献
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超临界CO_2由于诸多的优良特性,在非常规天然气资源的开采上具有经济技术优势。为了定量研究CO_2与超临界CO_2对致密砂岩气储层裂隙结构与力学性质的影响,采用声发射与低场核磁共振技术研究了在CO_2与超临界CO_2作用下15 d砂岩的损伤行为。结果表明:CO_2组和超临界CO_2组单轴强度均降低,且超临界CO_2组降低明显。超临界CO_2组在弹性阶段就产生大量声发射信号;CO_2组与超临界CO_2组的累计声发射计数曲线上升点(裂隙闭合与裂隙发育分界点)均出现在更小的应变阶段;所有试件的声发射能量概率密度P(E)都较好地满足幂定律,CO_2与超临界CO_2浸泡并不改变砂岩声发射能量的尺度不变性。超临界CO_2组拥有更为倾斜的概率密度曲线,反映其小能量声发射信号所占比例增加;超临界CO_2组核磁T2波谱波形改变,其孔隙率与氢质子核磁信号均有明显增加。 相似文献
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为研究岩石经历干湿循环后的细观损伤演化特征,选取三峡库区某边坡的泥质砂岩为研究对象,在饱和状态下分别对各组进行多次干湿循环试验。采用低场核磁共振技术(NMR)研究了干湿循环作用对泥质砂岩的损伤行为,结果表明:干湿循环作用下,核磁共振T_2谱图波峰信号幅度发生显著变化,T_2谱图面积、孔隙率呈现出定量的指数增长;通过核磁共振成像(MRI)发现,随着干湿循环试验的进行,岩石内部孔隙逐渐增多,孔隙尺寸增大,形成贯通的小裂隙并逐渐扩展,不同干湿循环次数作用后的MRI内部结构变化与扫描电镜(SEM)微观结构变化相似;MRI像素点的灰度值分布符合对数高斯分布,分布期望随循环次数逐渐饱和;随着循环次数增加,力学参数逐渐降低,峰值应力的降低与孔隙率的增大成正相关。 相似文献
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