马赛岩土所确立岩土介质化学,化学耦合多职能试验仪得到布满应用

岩土介质温度-渗流-应力-化学耦合多效果与利益试验仪是中科院马赛岩土力学研商所独立研制和开荒的多职能试验仪。该所调研职员自二零一二年起经过接二连三试验和调和,二零一五年取得研制作而成功,并获取多项发明专利,已相当到位多项国家级科研课题及设计院委托调研项目,各考试结果已刊登在列国学术期刊上。该实验系统有着卓越的本领品质,到达了国际同类岩石力学试验仪器的主流水平,並且具备较高的性能与价格之间的比例,获得了国内同行的确认,已推广应用到中夏族民共和国原油高校、西藏农林学院、西藏科学和技术高校、河海高校、比什凯克大学、中中原人民共和国矿业高校等多家高校。

7月30日午后,中科院德雷斯顿岩土力学切磋所“博士生导师论坛”诚邀钻探员胡大伟作了题为“岩土工程中多场耦合问题商讨”的告诉。

精心岩石具备低渗透性、力学行为复杂等特色,是违法放射性废料处置库、页岩气和石脑油工程、水开胃力发电项目等关键工程常常碰着的岩石。在实际工程建设中,岩石所经历的应力进度复杂多变,由此有供给研商岩石在种种应力路径下的力学性格和渗透率演变规律。国内外钻探职员对紧凑岩石的力学行为已有恢宏研究,但对其在力学行为进程中的渗透率衍生和变化切磋非常少,那是出于用水作渗透介质进行精雕细琢岩石的渗透率度量时间太长,并要思念岩石复杂的水力耦合行为。举个例子,对泥岩那类适合做放射性废料屏障处置的材质,用水作为渗透介质会一贯破坏泥岩的咬合成分,影响其力学特性和渗透脾气。

岩土介质均含有三种组份,经常具有带电性。在温度变化、化学效率、物理扰动等条件荷载成效下,那类介质表现出显明的赛璐珞-力学耦合效应以及参差不齐的工程力学行为,有效模拟这几个头眼昏花效应与行为是化解非常多关键不利和工程难点所面前境遇的第一难点之一。在发出物理化学成效的动静下,守旧THMC理论在汇报岩土介质的展现特征时存在鲜明局限性。首要呈未来:1)无法有效描述多相流动和多组分扩散;2)没办法定义低含水量下孔隙水压力;3)不可能描述水膜流动;4)不能够精确定义有效应力或颗粒间应力;5)不能够解释某个岩土介质的水弱化现象;6)无法有效发挥相变条件;7)不可能有效描述冻胀现象;8)不能够解释深部地层的超孔压现象。

365bet官网 ,岩土介质温度-渗流-应力-化学耦合多效果与利益试验仪可开展温度-应力-渗流-化学腐蚀全耦合的岩石三轴流变试验,也可进展THMC全耦合或局地耦合条件下的岩石常规三轴力学试验。该试验仪具备以下特点:1、多物理场耦合:温度、应力、渗流和化学腐蚀全耦合或局地耦合;2、多效益:大尺寸单轴压缩试验、变角剪切试验、巴西联邦共和国劈裂试验;3、高精度闭环伺服电机调控:耗电低,静音,适合长日子考试;4、结构简单:适合考试操作;5、大吨位高刚度反力框架。

马赛岩土所确立岩土介质化学,化学耦合多职能试验仪得到布满应用。胡大伟主要从事岩土工程多场耦合难点等方面包车型客车钻探职业。他在此番报告中第一解说了近年来多场耦合难点的发展前景,主要的钻研方向以及工程选择背景,并对里面相关的研商热门、新型测量试验深入分析手段和数值解析方法实行了详细的介绍。陈诉蕴含应力-渗流耦合、应力-渗流-温度耦合、复杂应力路线试验系统等多地方的机理和本构模型,多孔和细密岩石的相关水力耦合试验结果和自己检查自纠分析,岩石破坏的细观和宏观机理等。陈述中丰硕的图样,深入浅出而又生动有意思的呈报使得学生们对岩石多场耦合问题有了更深入驾驭。别的,胡大伟在拓宽教学的进程中,也与同学们享受了眼下的钻研热点方向,并鼓劲大家不断革新不断揣摩。

中科院苏州岩土力学研讨所岩土工程多场耦合效应组利用稀有气体化学属性非常牢固、重力粘滞周全比液体小2~3个数量级等优点,将鲜有气体作为渗透介质,研究开发出低渗岩土介质渗透实验仪,并将其与哈博罗内岩土所自己作主研制的岩石三轴多场耦合实验系统组成,可同步举办低渗岩石的力学变形度量和渗透率衡量。该实验仪的应用领域富含精心油气开采、高放废物地质处置、二氧化碳地下封存、原子核能发电站屏障材质耐久性,具备低渗透率高精度测验(精度可达10-22m2)、高成效、适合考试操作等优点。该试验系统丰硕了对低渗透岩石实行力学试验和渗透率度量的考察手段,对推动低渗透岩石力学理论发展和考试切磋等地方有相当重要的现实意义。

中科院杜阿拉岩土力学研讨所商量员韦昌富基于多孔介质混合物理论与非凡吉布斯热重力学,建构了岩土介质化学-力学耦合的新理论,并提议组份电化学势的相似表达式以及能考虑土颗粒间电化学成效的可行应力公式。该辩解第二遍将微观化学进程及其职能放入到了连续介质力学理论范畴,落成了在统一框架上对热传导、变形、液体流动(包涵达茜流、微细观流动和水膜流动)、物质扩散、化学反应、压力溶解、相变等多种物理-化学耦合进程的辩驳描述;亦即,理论上统一了岩土介质中温度-水力学-力学-化学等物理化学场,有效减轻了传统理论不能够描述的主题材料。该钻探成果以书面报纸发表的款型发布在国际杂志Vadose
Zone Journal
上。

该试验仪由围压室、大吨位偏压加载框架、高精度围压伺服调整模块、高精度偏压伺服模块、高精度孔压伺服调节模块、变形衡量模块、温度调控模块和油路旁路过滤模块等10部分结合。

叩问环节中,胡大伟就泥岩、砂岩的三轴压缩试验相关云长式参数推导等难点张开了详实的回复。

运用此试验系统对花岗岩实行恒下限分级循环加卸载条件下的气体渗透率试验,试验结果表明,随着循环次数的加码,气体渗透率变化分四个级次,即稳固下落阶段、缓慢增添阶段、小幅上涨阶段,试样脆性破坏后气体渗透率均升高2~3个数据级。商量开采,与气体渗透率变化多个级次相呼应的独家是岩石内部裂纹发展阶段、孔隙和缝隙压密阶段、微裂纹稳固提升阶段、微裂纹不地西泮提升阶段(宏观裂隙生成与贯通)。

当前,该辩驳已经获得了以下应用:声明了地球表面非饱和土层孔压的布满规律,提出传感器衡量到的孔压与真实孔压区别,并提议了思量物理化学成效劳的粒间应力表明式;给出了严谨孔隙水冻-融条件,即广义的Clapeyron方程;冻土土水特色关系测量试验中留存的圈套难点,结果注脚温度对测量试验结果有至关心器重要的影响,发展新的测量试验方法是当务之急。

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胡大伟,二〇一六年当选中国科高校“百人布置”。首要从事岩土介质THMC多场耦合试验测验、多规格模型和数值深入分析以及地下工程多场耦合条件下围岩结构牢固性解析等方面包车型客车钻研工作。主持和参与研制了岩石多场耦合试验系统和复杂性应力路线试验系统等多套房间里试验设备,并推广应用到中国矿业高校、河海学院和中夏族民共和国原油高校等多家大学。前后相继主持国家自然科学基金项目2项、中国科高校“百人安排”项目1项,获四川省科学技术升高级中学一年级等奖1项,出版专著3部,宣布SCI收录杂文20余篇,EI收音和录音故事集30余篇,授予发明专利5项、实用新型专利14项、软件作品权登记1项。近期研究内容重要包罗高放废物地质处置工程中屏蔽材质多场耦合性子、地下工程侵蚀情形下混凝土材质耐久性、干热岩热储层多场耦合天性等。

商讨职业得到中国科高校“百人安排”、国家自然科学基金项目等的捐助。上述技术得到国家表明和实用新型专利授权,相关商讨成果公布在《岩土力学》上。

上述工作得到国家自然科学基金入眼及面上等项目(41572293,11372078)的扶助。

中夏族民共和国石油高校试验仪照片

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舆论消息:Changfu Wei, A theoretical framework for modeling the
chemomechanical behavior of unsaturated soils, Vadose Zone Journal
,
2014, 31: 1-21. doi:10.2136/vzj2013.07.0132.

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胡大伟作报告

花岗岩破坏进度中气体渗透率演变

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低渗岩土介质三轴压缩渗透实验系统

渗透压现象暗意图

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