高温高压下花岗岩力学特性研究

论文摘要

干热岩资源属于可再生清洁能源,开采潜能巨大,因此干热岩资源的高效利用是我国能源结构转型的重要手段。干热岩资源处于实时高温与高压共同作用环境,限制干热源高效开采利用的瓶颈在于对实时高温与高压共同作用下岩石力学特性研究不足,因此进行实时高温三轴试验,对实时高温与高压环境作用下岩石力学特性进行深入研究对我国能源结构调整与可持续发展具有重要意义。自主研发了实时高温真三轴试验系统对花岗岩赋予实时高温与高压环境,开展了花岗岩实时高温三轴试验,对其物理力学性质与微观结构进行分析与研究。主要工作有:(1)制备了50×50×100mm花岗岩试样,对其密度、导热系数与矿物成分进行了测量;(2)使用实时高温真三轴试验系统,进行了RT、100、200、300与400℃试样稳定温度下,单轴试验与围压为20、40与60MPa的常规三轴试验,对花岗岩实时高温与三维应力共同作用下的全应力应变曲线、试样破坏形态、力学特性与裂纹拓展进行研究分析;(3)进行了RT与400℃下第三主应力(40MPa)和不同中间主应力(40、50与60 MPa)真三轴试验,研究了温度与中间主应力对花岗岩力学特性的影响规律;(4)通过对实时高温三轴试验后的试样使用SEM进行微观结构分析,探究花岗岩试样破坏后内部结构的破坏规律与破坏面的微观破坏特征,通过对比不同试验条件下花岗岩力学特性与微观特征,分析了花岗岩微观断口形成机制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景与意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 岩石真三轴试验系统研究现状
•     1.2.2 岩石热学特性研究现状
•     1.2.3 高温高压共同作用环境下岩石力学特性研究现状
•     1.2.4 岩石微观结构分析研究现状
•   1.3 课题研究的主要内容
• 第2章 理论基础与试验概况
•   2.1 引言
•   2.2 理论基础
•     2.2.1 岩石的全应力应变曲线
•     2.2.2 岩石的强度门槛值
•     2.2.3 强度参数
•     2.2.4 断口形貌学
•   2.3 试验仪器设备
•     2.3.1 实时高温真三轴试验系统
•     2.3.2 扫描电镜（SEM）
•   2.4 试样的制备与试验步骤
• 第3章 花岗岩实时高温三轴试验研究
•   3.1 引言
•   3.2 花岗岩实时高温常规三轴试验分析
•     3.2.1 全应力应变曲线与试样破坏形态分析
•     3.2.2 实时高温常规三轴花岗岩力学特性分析
•     3.2.3 实时高温常规三轴花岗岩损伤强度作用机制
•   3.3 花岗岩实时高温真三轴试验分析
•   3.4 本章小结
• 第4章 实时高温常规三轴试验后花岗岩断口微观分析
•   4.1 引言
•   4.2 实时高温常规试验后花岗岩断口形貌与形成机制分析
•     4.2.1 实时高温常规试验后花岗岩断口形貌
•     4.2.2 实时高温常规三轴试验后花岗岩断口形成机制
•   4.3 本章小结
• 第5章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 马啸

导师: 陈四利,胡大伟

关键词: 高温,花岗岩,扫描电镜,实时高温真三轴,强度门槛值

来源: 沈阳工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 沈阳工业大学

分类号: TU45

总页数: 85

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