典型文献
场微波作用下岩石体破裂特征及其机制探索
文献摘要：
硬岩高效破裂是深部地下空间、深部资源勘探开发的重要前提,寻求和发展高效破岩技术成为大势所趋.微波具有加热效率高、无二次污染等优点,被认为是一种极具发展潜力的高效辅助破岩技术.微波场内岩石体破裂差异性行为解译是实践微波辅助破岩技术的重要基础.从宏-细-微观不同尺度对微波场内砂岩、花岗岩和辉长岩开展了跨尺度破裂行为机理研究.结果表明:在岩石宏观膨胀破裂层面,砂岩表现为低温崩裂破坏,实测最高温度为194℃,辉长岩和花岗岩则为高温熔融破坏,实测最高温度分别可达367℃和492℃;岩石脱离本身基质约束产生裂纹或宏观破裂面时体积变化明显,高温熔融破坏时岩石体积膨胀率最大,花岗岩和辉长岩破裂时体积膨胀率为2.1％和1.8％.在岩石细观破裂面特征层面,微波场内高温熔融作用所产生的破裂面比低温崩裂面分维高2.0％,其中花岗岩、辉长岩和砂岩的破裂面分维分别为2.109 2,2.070 4和2.066 0.在岩石微观损伤差异性机制层面,岩石破裂特征与主要成岩矿物的组分、含量和含水率密切相关.一方面,由于石英和其他矿物介电特性差异较大,当岩石内部石英含量较高时,热应力迅速增长;另一方面,水在微波作用下迅速汽化,在岩石内部产生高孔隙压力,试样易低温崩裂破坏,微观断口不会出现显著的损伤结构;而当岩石内部主要矿物组分介电特性差异较小及含水率较低时,试样内温度增长缓慢,矿物温度梯度相对较低,后期岩石整体呈现高温熔融破坏;岩石晶体化学分子结构分析结果发现,试样内部Si—O键含量波动幅度较大,石英和硅酸盐矿物XRD衍射峰和对应衍射角发生偏移,晶体主要受到微观压应力作用,表现为花岗岩的石英和斜长石矿物内部和交界处出现大量的显微裂纹和孔洞,辉长岩的损伤结构主要集中于辉石矿物内部,据此可推断适合微波辅助破岩的地质岩性工况,以期提高深部硬岩破岩效率.
文献关键词：
微波作用;深部典型岩石;宏观-细观-微观跨尺度;膨胀破裂;粗糙度
中图分类号：
作者姓名：
高明忠;谢晶;杨本高;唐瑞烽;邓虎超;刘依婷;叶思琪;周雪敏;王绍兰
作者机构：
深圳大学广东省深地科学与地热能开发利用重点实验室,广东深圳518060;四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,四川成都610065;四川大学分析测试中心,四川成都610065
文献出处：
引用格式：
[1]高明忠;谢晶;杨本高;唐瑞烽;邓虎超;刘依婷;叶思琪;周雪敏;王绍兰-.场微波作用下岩石体破裂特征及其机制探索)[J].煤炭学报,2022(03):1122-1137
A类：
深部地下空间,深部典型岩石
B类：
微波作用,破裂特征,机制探索,资源勘探,勘探开发,破岩技术,大势所趋,有加,加热效率,二次污染,微波场,场内,性行为,解译,微波辅助破岩,不同尺度,砂岩,花岗岩,辉长岩,跨尺度,破裂行为,行为机理,膨胀破裂,崩裂,最高温度,高温熔融,宏观破裂,破裂面,时体,体积变化,体积膨胀率,细观,分维,微观损伤,岩石破裂,成岩,岩矿,介电特性,石英含量,热应力,汽化,孔隙压力,微观断口,矿物组分,度增长,温度梯度,晶体化学,化学分子,分子结构,Si,波动幅度,硅酸盐矿物,衍射角,压应力作用,斜长石,石矿,交界处,显微裂纹,孔洞,辉石,可推断,地质岩性,高深,深部硬岩,破岩效率,粗糙度
AB值：
0.343484
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