頁巖氣在地球上儲量豐饒,而且目前是世界各國勘查開發(fā)的重點研究目標。其在中國范圍內分布廣,故更是未來國內能源供應的熱門資源。而頁巖氣產自頁巖,同時頁巖還是是頁巖氣的儲層及蓋層巖石,故頁巖的物理力學特性對頁巖氣的開發(fā)有著直接的影響。但對深部頁巖的熱-力耦合效應的研究少之又少,且試驗條件有限。因此,本文通過單軸壓縮試驗、實時高溫高壓下三軸壓縮試驗研究不同熱-力作用下對泥頁巖力學性質的影響以及其脆性評價指數(shù),內容如下:(1)通過對常溫下泥頁巖進行了單軸壓縮試驗研究其單軸抗壓強度,以及對不同實時溫度作用下的泥頁巖進行了三軸室內壓縮試驗,研究表明泥頁巖的物理力學特性隨著不同實時溫度作用,展現(xiàn)的規(guī)律并不相同。這表明泥頁巖的物理力學特性有較強的溫度效應;而且當圍壓不斷提高會使泥頁巖的脆-延轉換主控因素發(fā)生改變,施加的圍壓越高,溫度效應的影響越大。(2)通過高溫高壓巖石三軸試驗系統(tǒng)對不同實時溫度作用下的泥頁巖進行試驗,提出一種新型基于巖石能量轉化平衡的能量脆性評價系數(shù)B,該評價系數(shù)由峰值強度和殘余強度、彈性模量、峰值應變、殘余應變等多因素建立,該脆性評價系數(shù)能夠較好的對實時高溫高壓下泥頁巖三軸壓縮試驗結...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 選題研究背景及研究意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 巖石熱物理力學參數(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 巖石脆性評價指數(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 巖石損傷統(tǒng)計本構模型研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目標和研究內容
        1.3.1 研究目標
        1.3.2 研究內容
    1.4 試驗方案和技術路線
        1.4.1 擬采取的試驗方案
        1.4.2 具體技術路線
2 泥頁巖常規(guī)物理參數(shù)測試
    2.1 研究區(qū)地質概況
    2.2 巖樣準備
    2.3 巖樣加工
    2.4 巖樣的分組編號
    2.5 巖樣常規(guī)物理參數(shù)測試
        2.5.1 縱波波速測試
        2.5.2 含水率測試
        2.5.3 巖樣內部物質成分分析
        2.5.4 密度測試
3 泥頁巖的力學試驗研究
    3.1 巖石力學試驗系統(tǒng)
        3.1.1 主要技術指標
        3.1.2 試驗機基本原理
    3.2 試驗方案
        3.2.1 單軸壓縮試驗方案
        3.2.2 三軸壓縮試驗方案
    3.3 單軸壓縮試驗結果研究
        3.3.1 常溫單軸壓縮試驗下泥頁巖應力-應變曲線
        3.3.2 常溫單軸壓縮試驗下泥頁巖破壞模式分析
    3.4 高溫高壓下三軸壓縮實驗結果及分析
        3.4.1 三軸壓縮試驗下頁巖全應力-應變曲線
        3.4.2 泥頁巖三軸壓縮試驗結果及分析
        3.4.3 摩爾應力圓
        3.4.4 泥頁巖力學性質與圍壓的關系
        3.4.5 泥頁巖力學性質與溫度的關系
        3.4.6 熱-力耦合下泥頁巖力學性質研究
        3.4.7 高溫高壓下三軸壓縮試驗下泥頁巖破壞模式分析
        3.4.8 溫度作用對脆-延轉化的影響
    3.5 基于全應力-應變曲線對泥頁巖脆性評價系數(shù)的研究
        3.5.1 脆性評價系數(shù)的建立
        3.5.2 脆性指標分析與計算
        3.5.3 圍壓對頁巖脆性的影響
        3.5.4 溫度對頁巖脆性的影響
        3.5.5 熱-力耦合下泥頁巖的脆性研究
    3.6 本章小結
4 泥頁巖統(tǒng)計損傷本構模型研究
    4.1 建立巖石統(tǒng)計損傷本構模型
        4.1.1 建立損傷演化方程
        4.1.2 建立巖石統(tǒng)計損傷本構模型
        4.1.3 損傷本構模型統(tǒng)計參數(shù)
        4.1.4 熱-力耦合作用下泥頁巖的損傷本構模型
    4.2 模型驗證
        4.2.1 模型參數(shù)計算與驗證
        4.2.2 模型參數(shù)與溫度及圍壓的關系
        4.2.3 熱-力耦合下模型參數(shù)的研究
    4.3 本章小結
5 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
致謝
參考文獻



本文編號：3749138