主辦單位:煤炭科學研究總院出版傳媒集團、中國煤炭學會學術期刊工作委員會
基于低場磁共振的北山花崗巖熱損傷研究
  • 作者

    孫中光;姜德義;謝凱楠;王克全;李磊;蔣翔

  • 單位

    重慶大學 煤礦災害動力學與控制國家重點實驗室;中煤科工集團重慶研究院有限公司 瓦斯災害監控與應急技術國家重點實驗室;重慶大學 土木工程學院;巴塞羅那大學 凝聚態物理系;劍橋大學 地球科學系

  • 摘要

    研究巖石的熱破裂和損傷機制在高放廢物地質處置工程中越來越受到重視。本文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、MTS巖石力學試驗機、倒置鏡像光學顯微鏡對重點預選場址花崗巖的熱穩定性開展室內試驗研究。研究發現:(1)核磁共振T2譜圖在0℃~400℃溫度范圍內沒有明顯變化,當溫度高于500℃,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冪率關系;(2)峰值應力隨著溫度和孔隙度的增加以冪律關系降低;(3)通過核磁共振成像(MRI)發現,溫度低于500℃時質子密度分布均勻且沒有發現明顯的質子密度簇,說明巖石內部結構穩定。當溫度高于500℃時,晶體裂紋和邊界裂紋的產生致使出現大量的高質子密度區域,并隨著溫度持續升高質子密度高的微小區域融合成大的連通區域;(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都服從對數正態分布,當溫度超過500℃,概率密度函數整體向右轉移;(5)通過顯微結構觀察,500℃時在長石晶間和長石晶粒與石英晶粒間有邊界裂紋產生,并在晶體內部出現少量的穿晶裂紋,當試樣溫度加熱到600℃時,超過了石英α/β相變點,石英顆粒產生大面積透明狀穿晶裂縫,同時伴隨著明顯的穿晶網絡。


  • 關鍵詞

    花崗巖;熱損傷;核磁共振;核磁成像

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