观测岩石损害破裂的全进程,使岩石里面像玻璃一样透明可视,是科学家们孜孜以求的梦想。 近日,在国度当然科学基金的资助下,由华夏科学院地质与地球物理探讨所李晓探讨员领衔,华夏科学院高能物理探讨所和北京交通大学等单位探讨人士一同构成的科研团队,成功研造出全球第一辆具备十足自助常识产权的高能提速器CT可旋转式岩石力学刚性伺服试验机,揭开了岩石破裂演进之谜。 “唯有将岩石破裂的进程看得明清楚白,才能揭示岩石里面裂缝造成进行、集中破坏的机理与规则,这关于地质工程设置至关要紧。”李晓说,比如应对山体滑坡等地质灾害时,假如能提早洞悉山体的破裂演化进程,就能依据裂缝的进行水平,采用相应预报、干预、防范举措。 惯例的岩石力学试验机缺点是岩石试样被置于全封闭的金属厚壁缸内加压,只能得到破裂前、破裂后试样的两种状况,当中岩石到底产生了甚么,无人能看得见。近年来兴盛的可发展CT扫描的岩石力学试验设施,其加载装置又过于容易,试验采纳的试样小、负担小,难以发展温度、流体等多场耦合试验。因而,迫切须要一种能发展CT实时扫描的、准则的岩石力学试验体系。 常规的准则岩石力学试验机均是静止固定、不行转动的,但为了实行CT扫描和三维成像,须要试验机在高负担下实现高精度旋转。为了攻克上述难点,在国家内部外无全部经历可供借鉴的概况下,名目组潜心钻研5年,历经二次不成功,终归设置出了“限位油缸静压支撑旋转方案”,突破了在200吨高压下试验机的高精度旋转与操控技艺、高温高压旋转供液供气技艺等困难。“岩石在试验机的拉动下,一边旋转一边发展CT扫描,每个刹那全能得到一张扫描图像,图像最终叠加起来,便是岩石破裂的全进程3D影像。”李晓说。 值得一提的是,设施中一种要紧子体系是“电子直线提速器CT”设施,其焦点部件为提速管。针对这种高射线能量的电子直线提速器,名目组自助创新,成功研制了具备十足常识产权的6MeV电子直线提速器。 这套岩石力学试验机具备宽广的利用前景。据李晓推荐,发展页岩气等十分规油气和干热岩地热能开发时,该试验机可行模拟储层中压裂裂缝的造成进行和体积形态,用于深部清洁燃料开采设置;在天然气水合物开采方面,应用该试验机的低温装置,可行模拟水合物储层钻孔卸压与压裂成果。 另外,在矿山、水利、交通、土木、环境保护等国度重要工程建造中,试验机关于矿山灾害预测、滑坡地质灾害产生体制、隧道塌方冒顶车祸防治、二氧化碳地下封存、混凝土建筑资料与沥青混凝土路面资料的形状改变破裂体制等重要工程技艺难题,具备要紧的试验与理论指导效用。除了利用于地学范畴,该试验机还可利用于军工、航天、资料、机械、没有损检验等范畴。 《 国民日报 》( 2018年11月19日 18 版)
来自:国民日报
作者:刘诗瑶
编辑:曾映雪
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