一种岩石热冲击破裂过程中热冲击因子的测定方法技术

本发明专利技术属于高温岩石力学破坏研究领域，具体是一种岩石热冲击破裂过程中热冲击因子的测定方法。包括以下步骤1）根据热传导理论将热冲击因子ω定义，2）将待测岩样加工成立方体试件，3）在立方体岩石试件的六个面上划分方格网，4）等距离标定3个钻孔取芯点，5）在标定I、II、III三点处分别用6mm以下的取芯钻进行钻孔，6）在钻孔底部埋设的热电偶探头，7）将热电偶探头与数显测温仪相连接，8）通电加热工作液至目标温度并保持恒温状态。9）将岩石试件快速、平稳地放入油浴或水浴槽工作液中，10）记录温度，11）计算温度梯度分布，12）将岩石试件进行细观破裂CT扫描实验，13）采用热冲击因子ω的值来标定热冲击作用对岩石破坏能力的强弱。

A METHOD FOR DETERMINING THERMAL SHOCK FACTORS DURING THERMAL SHOCK FRACTURING OF ROCKS

The invention belongs to the research field of high temperature rock mechanical failure, in particular to a method for determining the thermal shock factor in the process of rock thermal shock fracture. It includes the following steps: 1) define the thermal shock factor_according to the heat conduction theory, 2) process the rock samples to be measured into cube specimens, 3) divide the grid on six surfaces of cube rock specimens, 4) calibrate three borehole coring points at equal distance, 5) drill holes with coring drills under 6 mm at three points of calibration I, II and III, 6) bury thermocouple probes at the bottom of boreholes, 7) Connect the thermocouple probe with the digital thermometer. 8) Heating the working fluid by electrification to the target temperature and keeping the temperature constant. 9) Rock specimens are quickly and smoothly put into the working fluid of oil bath or water bath, 10) record temperature, 11) calculate temperature gradient distribution, 12) conduct CT scanning experiments on meso-fracture of rock specimens, 13) use the value of thermal shock factor_to calibrate the damage ability of thermal shock to rock.

【技术实现步骤摘要】
一种岩石热冲击破裂过程中热冲击因子的测定方法
本专利技术属于高温岩石力学破坏研究领域，具体是一种岩石热冲击破裂过程中热冲击因子的测定方法。
技术介绍
热冲击现象在自然界普遍存在。当岩石急剧加热或急剧冷却时，在极短的时间内岩体产生大量的热交换，温度发生剧烈变化，温度梯度导致岩体内部产生冲击热应力，使岩石发生热冲击破裂。岩石热冲击破裂的本质是非定常温度场引起瞬间巨大的热应力，从而导致岩石内部裂隙的萌生、扩展直至贯通，是从细观损伤到宏观破坏的过程。岩石热冲击破裂有利于岩体从微观层面产生大量的裂隙、裂纹，宏观层面力学特性劣化，渗透性增强。岩石热冲击破裂的这些特征正在被科学界高度关注，在干热岩、石油、天然气储层渗透性改造领域得到了广泛应用。热冲击对岩石的破坏能力取决于热冲击速度和热冲击温度梯度。为了更好的描述热冲击的破坏能力，科研工作者引入热冲击因子，即热冲击传热过程中，单位时间内温度梯度的变化率，其数学表达式为()。热冲击因子可以揭示不同热冲击非稳态传热过程中温度场和温度梯度变化规律，分析不同热冲击的破坏能力，可以表征热冲击传热对岩石破坏能力的强弱。高温岩石力学破坏理论的继续深入必须找到能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩石热冲击破裂过程中热冲击因子的测定方法，其特征在于：包括以下步骤，1）根据热传导理论将热冲击因子ω定义为：热冲击传热过程中，单位时间内温度梯度的变化率，表达式为

【技术特征摘要】
1.一种岩石热冲击破裂过程中热冲击因子的测定方法，其特征在于：包括以下步骤，1）根据热传导理论将热冲击因子ω定义为：热冲击传热过程中，单位时间内温度梯度的变化率，表达式为，式中为温度梯度，为时间；2）将待测岩样加工成高与底边边长为2:1的符合国际岩石力学实验标准的立方体试件，其高记为H、底边边长记为B；3）在立方体岩石试件的六个面上划分方格网，方格网的边长为a；4）在任一长方形面上，垂直于底边B/2处的划线上，等距离标定3个钻孔取芯点，其编号分别为I、II、III，钻孔I、钻孔II和钻孔I、钻孔III的间距均为L1，钻孔II、钻孔III距试件边缘均为L2；5）在标定I、II、III三点处分别用6mm以下的取芯钻进行钻孔，钻孔深度依次为H1、H2、H3，且△H=H2-H1=H1-H3；6）在钻孔底部埋设的热电偶探头（4），保证探头部分与孔底充分接触，并用铝粉（5）充填；7）将热电偶探头（4）与数显测温仪（6）相连接，并进行调试，保证温度传感器正常工作；8）在恒温油浴或水浴槽（7）中加入工作液（8），将相对布置传感器的面没入恒温油浴或水浴槽（7）中，并保证工作液（8）液面达到岩石试件的B/2处，然后取出岩石试件，通电加热工作液（8）至目标温度并保持恒温状态；9）将岩石试件快速、平稳地放入油浴或水浴槽（7）工作液（8）中，试件刚好浸至B/2处；10）记录温度，开始时，每间隔t1秒时间记录一次钻孔I、钻孔II、钻孔III处热电偶（4）的读数，直到3个热电偶探头（4）的温度都有变化时，然后每间隔较短时间t2秒记录一...

【专利技术属性】
技术研发人员：郤保平，吴阳春，成泽鹏，陈路海，熊贵明，赵阳升，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14