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岩石三轴实验与核磁共振技术相结合的岩石力学特性研究方法
点击次数:393 更新时间:2023-08-02

岩石三轴力学实验一直是人们认识岩石在不同状态下力学特性的主要手段,研究岩石三轴强度的尺寸效应和高应力环境复杂应力路径下的变形与强度特征,对认知储层作用机理带来指导性的帮助。


一、什么是岩石三轴实验?

传统研究进行的三轴压缩损伤实验,一般的实验对象为圆柱体岩心。岩心分别在不同梯度的恒定围压下,施加轴向压力,进行压缩,直至破坏。配置力学传感器,对围压、轴压进行记录,用于实验分析,得到岩石的力学特性。


二、岩石三轴实验对岩石力学特性的重要性

地下岩层所处环境千奇百怪,所受应力更是错综复杂,在千百年的地层演化形成中,地层处在一个相对稳定的状态。当需要开采地层油气煤炭等化石能源时,地层岩石受到的力学平衡会被打破,在超出岩石的疲劳极限后,岩石会发生失稳破裂,可能发生井塌、地陷等事故,给正常的生产生活带来隐患,造成无法估量的

损失。

所以开展岩石力学特性研究势在必行,而三轴实验是认知岩石力学的主要手段。研究岩石的损伤破裂演化特征,期望得到岩石在三轴受力状态下的破坏机理及其破裂失稳演化过程,研究岩石在三轴压缩作用下内部裂隙的损伤演化规律对于能源矿业、水利水电、隧洞及天然地基工程的理论计算和设计工作具有重要意义。 

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三、岩石力学特性研究方法-将岩石三轴压缩试验与核磁共振测试相结合

低场核磁作为新晋的岩石力学特性研究手段,在室内实验室研究测试方面发展成熟,具有快速、无损、在线、准确、绿色等优势。将岩石三轴压缩试验与核磁共振测试相结合法,得到岩石在不同梯度载荷作用下岩石中微孔被压密、微裂纹萌生、分叉、发展、断裂、破坏、卸载等各个阶段的弛豫时间谱和清晰的核磁共振图像,研究岩石在受损过程中的细观损伤扩展规律。

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