研究巖石的熱破裂和損傷機(jī)制在高放廢物地質(zhì)處置工程中越來(lái)越受到重視。以我國(guó)甘肅北山的高放廢物處置庫(kù)的花崗巖巖樣為研究對(duì)象,采用低場(chǎng)核磁共振系統(tǒng)、MTS巖石力學(xué)試驗(yàn)機(jī)、倒置鏡像光學(xué)顯微鏡對(duì)重點(diǎn)預(yù)選場(chǎng)址花崗巖的熱穩(wěn)定性開(kāi)展室內(nèi)試驗(yàn)研究。研究發(fā)現(xiàn):①核磁共振T2譜圖在0～400℃沒(méi)有明顯變化,當(dāng)溫度高于500℃時(shí),T2譜圖振幅顯著增大且向右大幅移動(dòng),T2譜面積與孔隙率在加熱過(guò)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(guò)核磁共振成像（MRI）發(fā)現(xiàn),溫度低于500℃時(shí)質(zhì)子密度分布均勻且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的質(zhì)子密度簇,說(shuō)明巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。當(dāng)溫度高于500℃時(shí),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(duì)數(shù)正態(tài)分布,當(dāng)溫度超過(guò)500℃,概率密度函數(shù)整體向右轉(zhuǎn)移;⑤通過(guò)顯微結(jié)構(gòu)觀察,500℃時(shí)在長(zhǎng)石晶間和長(zhǎng)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(dāng)試樣溫度加熱到600℃時(shí),超過(guò)了石英α/β相變點(diǎn),石英顆粒產(chǎn)生大面積透明狀穿晶... 

【文章來(lái)源】：煤炭學(xué)報(bào). 2020,45(03)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

花崗巖的XRD衍射分析

實(shí)驗(yàn)裝置

首先采用管爐以4℃/min的升溫速率加熱并達(dá)到預(yù)設(shè)溫度(100,200,300,400,500,600,700℃)，加溫速度不宜過(guò)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(shí)驗(yàn)精度且減少實(shí)驗(yàn)的誤差，每個(gè)目標(biāo)溫度選擇5個(gè)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(biāo)值時(shí)保溫2 h，之后以恒定降溫速率對(duì)試樣進(jìn)行冷卻(避免進(jìn)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(jī)制和變化過(guò)程，采用MacroMR12-150H-I核磁共振巖芯微觀無(wú)損檢測(cè)成像與分析系統(tǒng)對(duì)熱損傷后的巖芯進(jìn)行測(cè)試。核磁共振CPMG序列和成像參數(shù)詳見(jiàn)表1,2。最后，采用MTS815巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)損傷后的巖樣進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)，觀察各溫度下的巖樣力學(xué)參數(shù)演化規(guī)律，尋求力學(xué)參數(shù)與核磁參數(shù)的關(guān)聯(lián)性。實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示。圖2 花崗巖的XRD衍射分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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