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花岗岩在温度-压力作用下原生气体运移实验研究
  • ISSN号:1004-2903
  • 期刊名称:《地球物理学进展》
  • 时间:0
  • 分类:P313[天文地球—固体地球物理学;天文地球—地球物理学]
  • 作者机构:[1]山东科技大学矿山灾害预防控制国家重点实验室培育基地,青岛266590, [2]中国科学院武汉岩土力学研究所,武汉430071, [3]中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京100083, [4]河南省化工研究所有限责任公司,郑州450052
  • 相关基金:国家自然科学基金(41202194;51134005); 山东省自然科学基金(ZR2012EEQ021); 中国博士后科学基金(2013M542097); 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金SKLGDUEK1421; 山东省“泰山学者”建设工程专项经费联合资助致谢感谢本文匿名审稿人和编辑给予的帮助!
中文摘要:

为了探讨深部岩体在破裂过程中气体运移规律,本文利用改进后电液伺服岩石力学三轴试验机和高精度气体监测装置,依据深部工程开挖后岩体中应力变化特点对加拿大Creighton矿区花岗岩样品进行温度-压力实验.在实验中观测到随着温度升高样品外表面连通裂隙内游离气体热膨胀向外界逸散,释放气体中各组分浓度变化趋势与温度成正相关.在温度和单轴压力作用下花岗岩样品破裂成核前监测到声发射密集出现,破裂产生大量张性裂隙为游离气体提供储气空间,短时间内造成气体压力突降并在裂隙内外之间形成压力梯度,驱动外界气体向新生裂隙回流.裂隙区域充满回流的气体后溢出CO_2、CH_4和H_2S.在围压持续增大过程中裂隙逐渐闭合同时排出大量游离气体.根据实验结果分析并讨论在岩体破裂过程中气体运移规律.

英文摘要:

In order to investigate the gas transport behavior due to the rupture of rock, the granite sample from Creighton mine,Canada,was subjected to the temperature-pressure effects using the rock mechanics testing machine and a high resolution monitoring device. Its loading path is followed the characteristic for stress state changes in surrounding rock due to the deep mining. It is shown that some gas stored in cleat and pore was released with the increasing temperature. When the granite sample was splitting under the combination of temperature and pressure,the intensive acoustic emission was presented. The instantaneous occurrence of crack provided the gaseous reservoir to free gas,resulting in a gas pressure gradient between fracture and the environment due to gas pressure decrease. This change can be able to drive the gas back to the emerging crack. When the fracture network is filled with backflow gas,gas pressure rose back quickly. Some gas is released,such as CO2,CH4 and H2S. The confining pressure was applied on the deformed sample for squeezing the fracture from which large mounts of gas was ejected. The feature for the gas emission determined by the rupture of rock sample is discussed and analyzed.

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期刊信息
  • 《地球物理学进展》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院地质与地球物理研究所 中国地球物理学会
  • 主编:刘光鼎
  • 地址:北京市9825信箱
  • 邮编:100029
  • 邮箱:prog@mail.igcas.ac.cn
  • 电话:010-82998113 62369620
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-2903
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2982/P
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:18579