巖石破裂是地質(zhì)體一切行為的根源,例如地震發(fā)生時大地物性變化、礦井突水災害、滑坡等,了解巖石破裂的機制后,我們可以有效預報這些地質(zhì)災害以及用于研究頁巖油、頁巖氣等能源的開采。然而,深部地層人不可進入,采用巖石力學試驗機模擬地下環(huán)境進行實驗研究是唯一可行的手段�，F(xiàn)有的巖石力學試驗機只能通過加載,獲得巖石應力-應變等宏觀力學特性,對其內(nèi)部裂紋的發(fā)生和發(fā)展以及水氣在縫隙中的運移無法觀測。試驗機的剛度不足,在對巖石加載的同時,試驗機彈性變形,在破裂發(fā)生時,即使作動器停止加載,仍有彈性載荷施加在巖石上,導致實驗失敗。本論文所研制的可旋轉(zhuǎn)的巖石力學試驗機,配合工業(yè)CT以及計算機圖像重構(gòu)技術,來獲得巖石在模擬地下環(huán)境中被壓裂微觀特性,即裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展變化趨勢。論文綜合考慮精密旋轉(zhuǎn)方式、加載頻率響應、射線的易穿透性等因素設計了可旋轉(zhuǎn)巖石力學試驗機方案,著重研究了試驗機系統(tǒng)的剛性的影響。討論了旋轉(zhuǎn)方式、驅(qū)動方式、反力架支撐技術的可行性。重點分析了影響巖石力學試驗機剛度的因素,提出了針對性旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、高剛度結(jié)構(gòu)設計解決措施,并對不同方案框架結(jié)構(gòu)進行了三維建模和有限元仿真分析及實驗比較,選擇最優(yōu)方案。論文完成...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-2多物理聳測最系統(tǒng)

統(tǒng)己刻不容緩，如圖１－２所示。??圖１－１高能ＣＴ配套旋轉(zhuǎn)巖石試驗機??－１?Ｅｆｆｅｃｔ?ｐｉｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｈｉｇｈ－ｅｎｅｒｇｙ?ＣＴ?ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ?ｒｏｔａｔｉｎｇ?ｒｏｃｋ?化ｓｔｉｎｇ?ｆａ巧壓??

圖１－３資源勘探開發(fā)示意??巧昏?１－３?Ｓｋｅｔｃｈ?ｍａｐ?ｏｆ?ｍｉｎｅｒａｌ?ｒｅｓｏｕｒｃ巧?ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｊｅｃｔｓ??

本研巧不僅具有重要的科學意義，同時具有廣闊的應用價值：??可作為頁巖氣開發(fā)的重要研巧手段，頁巖氣開發(fā)的核也技術是水壓裂技術Ｗ，??如圖１－３所示。頁巖氣能否高效開發(fā)完全取決于能否揭示頁巖中密集裂縫形成機??吊ＩＪ，由于在數(shù)千米深鉆孔內(nèi)不可能觀測裂縫形成與氣液運移，實驗室試驗是唯一....

圖１－４頁巖氣開采方法示意??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｋｅｔｃｈ?ｍａｐ?ｏｆ?ｌ：ｈｅ?ｍｉｎｉｎｇ?ｍｅｔｈｏｄ?ｏｆ?ｓｈａｌｅ?ｇａｓ??

本研巧不僅具有重要的科學意義，同時具有廣闊的應用價值：??可作為頁巖氣開發(fā)的重要研巧手段，頁巖氣開發(fā)的核也技術是水壓裂技術Ｗ，??如圖１－３所示。頁巖氣能否高效開發(fā)完全取決于能否揭示頁巖中密集裂縫形成機??吊ＩＪ，由于在數(shù)千米深鉆孔內(nèi)不可能觀測裂縫形成與氣液運移，實驗室試驗是唯一....

圖１－５巖石壓裂及其典型應力－應變曲線??Ｆｉｇ．?１－５?Ｓｔｒａｉｎ－ｓｔｒｅｓｓ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｒｏｃｋ?ｆｒａｃｔｕ化?ｐｒｏｃｅｓｓ??

１．４．１巖石試驗機發(fā)展概述??巖石試驗機是一種用于研究巖石為學性能，包括巖石的抗壓強度、應力應變??關系的基礎科學試驗儀器，如圖１－５所示，主要由圍壓系統(tǒng)、軸壓系統(tǒng)、溫度控制??系統(tǒng)等組成，利用壓為室對巖石試樣施加圍向壓力，同時通過軸壓系統(tǒng)對巖石試??樣施加軸向力，由溫度控制系....

本文編號：3942423