研究巖石的熱破裂和損傷機制在高放廢物地質(zhì)處置工程中越來越受到重視。以我國甘肅北山的高放廢物處置庫的花崗巖巖樣為研究對象,采用低場核磁共振系統(tǒng)、MTS巖石力學試驗機、倒置鏡像光學顯微鏡對重點預(yù)選場址花崗巖的熱穩(wěn)定性開展室內(nèi)試驗研究。研究發(fā)現(xiàn):①核磁共振T2譜圖在0～400℃沒有明顯變化,當溫度高于500℃時,T2譜圖振幅顯著增大且向右大幅移動,T2譜面積與孔隙率在加熱過程中呈現(xiàn)冪率關(guān)系;②峰值應(yīng)力隨著溫度和孔隙度的增加以冪律關(guān)系降低;③通過核磁共振成像（MRI）發(fā)現(xiàn),溫度低于500℃時質(zhì)子密度分布均勻且沒有發(fā)現(xiàn)明顯的質(zhì)子密度簇,說明巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。當溫度高于500℃時,晶體裂紋和邊界裂紋的產(chǎn)生致使出現(xiàn)大量的高質(zhì)子密度區(qū)域,并隨著溫度持續(xù)升高質(zhì)子密度高的微小區(qū)域融合成大的連通區(qū)域;④花崗巖巖樣在不同溫度條件下的核磁成像像素的概率密度函數(shù)都服從對數(shù)正態(tài)分布,當溫度超過500℃,概率密度函數(shù)整體向右轉(zhuǎn)移;⑤通過顯微結(jié)構(gòu)觀察,500℃時在長石晶間和長石晶粒與石英晶粒間有邊界裂紋產(chǎn)生,并在晶體內(nèi)部出現(xiàn)少量的穿晶裂紋,當試樣溫度加熱到600℃時,超過了石英α/β相變點,石英顆粒產(chǎn)生大面積透明狀穿晶... 

【文章來源】：煤炭學報. 2020,45(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

花崗巖的XRD衍射分析

實驗裝置

首先采用管爐以4℃/min的升溫速率加熱并達到預(yù)設(shè)溫度(100,200,300,400,500,600,700℃)，加溫速度不宜過快，避免因熱沖擊造成花崗巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損。為了保證實驗精度且減少實驗的誤差，每個目標溫度選擇5個試樣為1組。為確保巖樣內(nèi)部受熱均勻，試件加熱至預(yù)定的目標值時保溫2 h，之后以恒定降溫速率對試樣進行冷卻(避免進一步產(chǎn)生微裂紋)[5,19]。為了揭示受熱后花崗巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷機制和變化過程，采用MacroMR12-150H-I核磁共振巖芯微觀無損檢測成像與分析系統(tǒng)對熱損傷后的巖芯進行測試。核磁共振CPMG序列和成像參數(shù)詳見表1,2。最后，采用MTS815巖石力學實驗機對損傷后的巖樣進行單軸壓縮試驗，觀察各溫度下的巖樣力學參數(shù)演化規(guī)律，尋求力學參數(shù)與核磁參數(shù)的關(guān)聯(lián)性。實驗裝置如圖3所示。圖2 花崗巖的XRD衍射分析

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于低場核磁共振的干濕循環(huán)對泥質(zhì)砂巖微觀結(jié)構(gòu)劣化特性的影響[J]. 謝凱楠,姜德義,孫中光,宋中強,王靜怡,楊濤,蔣翔.  巖土力學. 2019(02)
[2]高放廢物處置北山預(yù)選區(qū)地表巖體質(zhì)量評價及其應(yīng)用[J]. 魏翔,楊春和,陳世萬,霍亮.  東北大學學報(自然科學版). 2017(10)
[3]熱損傷后北山花崗巖裂隙演化及滲透率試驗研究[J]. 陳世萬,楊春和,劉鵬君,魏翔.  巖土工程學報. 2017(08)
[4]北山花崗巖熱破裂室內(nèi)模擬試驗研究[J]. 陳世萬,楊春和,劉鵬君,王貴賓,魏翔.  巖土力學. 2016(S1)
[5]凍融作用下巖石的微觀損傷及動態(tài)力學特性（英文）[J]. 周科平,李斌,李杰林,鄧紅衛(wèi),賓峰.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(04)
[6]用核磁共振測井資料評價碳酸鹽巖等復(fù)雜巖性儲集層[J]. 譚茂金,趙文杰.  地球物理學進展. 2006(02)
[7]花崗巖板漸進破壞過程的微觀研究[J]. 李煉,徐鉞,李啟光,譚國煥,李廷芥,葛修潤.  巖石力學與工程學報. 2002(07)
[8]利用T2分布進行巖石孔隙結(jié)構(gòu)研究[J]. 運華云,趙文杰,劉兵開,周燦燦,周鳳鳴.  測井技術(shù). 2002(01)



本文編號：3511541