高频超声波振动负荷对硬岩孔裂结构的影响:基于3D重建技术的研究
Jianguo Zhang1, Lei Zhang2, Xufeng Wang2
1State Key Laboratory of Coking Coal Resources Green Exploitation, China Pingmei Shenma Group, Pingdingshan 467000, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|March 13, 2024
概括
超声波振动会导致岩石毛孔结构发生显著变化,导致毛孔变小,微孔扩大. 这项研究揭示了高频振动如何改变岩石中孔裂变的演变.
科学领域:
- 地质物理学 地质物理学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 岩石机械学 岩石机械学
背景情况:
- 岩石断裂涉及微观裂的启动和传播.
- 了解超声波振动下的岩石损伤至关重要.
- 在高频负荷下调查孔骨折的演变是关键.
研究的目的:
- 在超声波振动下研究岩石的损伤和断裂机制.
- 分析中孔骨折结构的进化模式,以应对高频振动负载.
主要方法:
- 标准的红色砂岩样品经过了超声波高频振动测试.
- 核磁共振 (NMR) 和计算机断层扫描 (CT) 在不同的激发阶段进行.
- 获得横向放松时间 (T2) 光谱和CT图像用于分层分析.
主要成果:
- 核磁共振测试显示,在振动下,岩石内形成较小的毛孔和微孔的扩张.
- 从CT图像的3D重建显示,在120秒的振动后,毛孔数量增加 (高达145.56%) 和最大毛孔体积 (高达239.42%) 增加.
- 在上层,中层和下层岩石段中观察到孔隙结构的显著变化.
结论:
- 高频振动显著改变岩石中孔结构.
- 这项研究提供了关于在振动负载下岩石碎片化机制的见解.
- 这些发现有助于理解在动态条件下的岩石损伤演变.
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