巖石三軸實驗與核磁共振技術相結合的巖石力學特性研究方法

巖石三軸力學實驗一直是人們認識巖石在不同狀態下力學特性的主要手段，研究巖石三軸強度的尺寸效應和高應力環境復雜應力路徑下的變形與強度特征，對認知儲層作用機理帶來指導性的幫助。

一、什么是巖石三軸實驗？

傳統研究進行的三軸壓縮損傷實驗，一般的實驗對象為圓柱體巖心。巖心分別在不同梯度的恒定圍壓下，施加軸向壓力，進行壓縮，直至破壞。配置力學傳感器，對圍壓、軸壓進行記錄，用于實驗分析，得到巖石的力學特性。

二、巖石三軸實驗對巖石力學特性的重要性

地下巖層所處環境千奇百怪，所受應力更是錯綜復雜，在千百年的地層演化形成中，地層處在一個相對穩定的狀態。當需要開采地層油氣煤炭等化石能源時，地層巖石受到的力學平衡會被打破，在超出巖石的疲勞極限后，巖石會發生失穩破裂，可能發生井塌、地陷等事故，給正常的生產生活帶來隱患，造成無法估量的

損失。

所以開展巖石力學特性研究勢在必行，而三軸實驗是認知巖石力學的主要手段。研究巖石的損傷破裂演化特征，期望得到巖石在三軸受力狀態下的破壞機理及其破裂失穩演化過程，研究巖石在三軸壓縮作用下內部裂隙的損傷演化規律對于能源礦業、水利水電、隧洞及天然地基工程的理論計算和設計工作具有重要意義。 

三、巖石力學特性研究方法-將巖石三軸壓縮試驗與核磁共振測試相結合

低場核磁作為新晉的巖石力學特性研究手段，在室內實驗室研究測試方面發展成熟，具有快速、無損、在線、準確、綠色等優勢。將巖石三軸壓縮試驗與核磁共振測試相結合法，得到巖石在不同梯度載荷作用下巖石中微孔被壓密、微裂紋萌生、分叉、發展、斷裂、破壞、卸載等各個階段的弛豫時間譜和清晰的核磁共振圖像，研究巖石在受損過程中的細觀損傷擴展規律。