层状盐岩中裂纹扩展规律的细观实验研究
不同岩性地层水力压裂裂缝扩展规律的模拟实验_赵益忠
收稿日期:2006-07-15作者简介:赵益忠(1980-),男(汉族),山东潍坊人,博士研究生,从事深部岩石力学方面的研究。
文章编号:1673-5005(2007)03-0063-04不同岩性地层水力压裂裂缝扩展规律的模拟实验赵益忠1,曲连忠1,王幸尊2,程远方1,沈海超1(1.中国石油大学石油工程学院,山东东营257061;2.华北石油管理局井下作业公司,河北任丘062500)摘要:利用真三轴模拟压裂实验系统对玄武岩、巨砾岩、泥灰岩岩心进行了水力压裂裂缝起裂及裂缝扩展模拟实验,得到了压后裂缝几何形态和压裂过程中压力随时间的变化规律。
研究结果表明,玄武岩中天然裂缝发育程度较低,抗拉强度较高,裂缝起裂会导致明显的压降,压后能够形成比较理想的双翼缝;巨砾岩中天然裂缝较为发育,裂缝起裂不会导致明显的压降,高排量压裂后形成的裂缝为多组复杂裂缝,裂缝扩展摩阻很大,裂缝延伸压力几乎与破裂压力相当;泥灰岩抗拉强度较低,部分发育有天然裂缝,破裂压力较低,裂缝起裂后延伸压力与最小水平地应力相当。
关键词:水力压裂;裂缝扩展;模拟实验;几何形态中图分类号:TE 357.1 文献标识码:ASi m ulation experi m ent on prol ongation la w of hydraulicfracture for different lithol ogic for m ationsZ HAO Y -i zhong 1,QU L i a n-zhong 1,WANG X i n g -zun 2,C HENG Yuan -fang 1,S H EN H a-i c hao1(1.Co llege of Petrole um Engineer i ng in Chi na Universit y of P etro leu m,D ongy ing 257061,Shandong P rovince ,China;2.W orkover Co mp any of H uabeiP etroleu m A d m inis t ration Bureau ,R enq i u 062500,H ebei P rovince ,China )Abstrac t :S i m u lati on exper i m ents on the i n iti ation and pro l ongati on m echan i s m s of hydrauli c fractures w ere conducted by a true tr i ax i a l test sy stem w it h basa lt ,boulde rstone and m uddy li m estone ,and the fracture g eom etry and the var i ation law of pressure w ith ti m e were obta i ned .T he res u lts show that t he basalt has few na t ura l fractures and strong tensile strength ,the initiati on of fract u res res u lts i n obv i ous pressure drop ,and t he desirable double w i ng fractures a re fi na ll y f o r m ed .Boulde r -stone is found to have l ots o f natural fractures and i nd i sti nct pressure drop or i g i nated from t he fracture i n iti a tion .T he fract ures fracturi ng at h i gh de livery rates a re mu lti ple sets o f co m plex ones .The fr i ction resistance of fractures pro l onga ti on i s l a rger ,and t he va l ue of pro l onga ti on pressure i s equa l to the fract ure pressure .M uddy li m estone shows lo w er tens ile streng t h and partiall y dev eloped natura l fractures .The frac t ure pressure is re l a ti ve l y lo w er ,and t he pro longation pressure is al m ost equa l to the m i n i m al ho rizonta l in -sit u stress i n m uddy li m estone .K ey word s :hydrau lic frac t ur i ng;fract ure pro longati on ;si m u l a ti on experi m ent ;geom etry近年来在我国许多油田相继发现了一些特殊岩性油藏,大多为深层、低渗油藏,常通过压裂增产技术提高其单井产量[1-3]。
岩石裂隙渗流特性试验研究的新进展
在实验模型方面，研究人员根据实验数据建立了相应的数学模型，如多场耦 合模型、应力-渗流耦合模型等，这些模型可以更准确地反映岩石裂隙渗流的实 际情况。通过模型修正和完善，可以为实际工程提供更为准确、可靠的数值模拟 支持。
结论
岩石裂隙渗流特性试验研究取得了许多新进展，研究人员采用先进的实验设 备和技术，更准确地模拟岩石裂隙的生成和演化过程，提高实验数据的准确性和 可靠性。通过深入研究实验条件和影响因素，研究人员发现温度、压力、溶液性 质等因素对岩石裂隙渗流特性有明显影响。同时，研究人员根据实验数据建立了 更为准确的数学模型，为实际工程提供了有效的数值模拟支持。
在实验材料方面，选择具有代表性的岩石样品，如花岗岩、砂岩、灰岩等， 根据实际工程需要进行适当处理，如切割、打磨等，以便更好地模拟实际地质条 件。在实验过程方面，一般包括以下几个步骤：
1、预备阶段：对岩石样品进行必要的处理和清洗，确保样品表面平整、干 净；
2、加压阶段：将岩石样品置于一定压力下，模拟地下的真实应力环境；
在实验过程方面，研究人员对实验条件和影响因素进行了深入研究，发现温 度、压力、溶液性质等因素对岩石裂隙渗流特性有明显影响。在实验结果方面， 研究人员通过大量实验数据和统计结果的分析，建立了岩石裂隙渗流模型，并对 其进行了验证和修正。
实验方法
岩石裂隙渗流特性试验研究的实验方法包括实验设备和实验材料的选择、实 验过程的设计和实施等方面。在实验设备方面，多功能岩石力学试验机、电镜扫 描仪、X射线CT扫描仪等设备的出现和应用，为岩石裂隙渗流特性试验研究提供 了强有力的支持。
然而，当前岩石裂隙渗流特性试验研究仍存在一些不足之处，如实验条件的 局限性、模型复杂性问题等。未来研究应该拓展实验范围和条件，进一步考虑多 因素耦合条件下岩石裂隙渗流特性的变化规律。需要加强数学模型的研究和应用， 发展更为准确、高效的数值模拟方法，以便更好地为实际工程提供技术支持和指 导。
《单轴压缩条件下煤体裂隙细观CT探测实验研究》范文
《单轴压缩条件下煤体裂隙细观CT探测实验研究》篇一一、引言煤岩力学性能的深入研究和煤矿灾害预防息息相关。
在地下工程中，煤体受到多种力的作用，尤其是单轴压缩下的煤体裂隙发育机制是众多研究者关注的焦点。
由于煤体内部结构的复杂性和非均质性，传统的研究方法难以完全揭示其内部裂隙的发育规律。
因此，本实验采用细观CT探测技术，对单轴压缩条件下煤体裂隙的发育过程进行深入研究，以期为煤矿安全开采提供理论依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验选用的煤样来自某煤矿，具有典型的煤体结构特征。
实验前，对煤样进行加工处理，制成标准尺寸的试样。
2. 实验方法实验采用单轴压缩测试方法，利用细观CT扫描技术对煤体在单轴压缩过程中的裂隙发育进行实时观测。
具体步骤如下：（1）制备标准煤样；（2）将煤样置于压力试验机中，进行单轴压缩实验；（3）在压缩过程中，利用CT扫描设备对煤样进行多次扫描，获取煤体内部裂隙的细观图像；（4）对获取的图像进行处理和分析，提取裂隙的形态特征和发育规律。
三、实验结果与分析1. 裂隙形态特征通过CT扫描得到的图像显示，煤体在单轴压缩过程中，裂隙的形态特征发生了明显的变化。
在初期，裂隙主要呈闭合状态，随着压力的增大，裂隙逐渐扩展、连通，形成较为复杂的网络结构。
2. 裂隙发育规律通过对多组实验数据的分析，我们发现煤体在单轴压缩条件下，裂隙的发育规律与压力的变化密切相关。
在压力较小的情况下，裂隙发育较为缓慢；随着压力的增大，裂隙发育速度逐渐加快，当达到一定压力时，裂隙发育达到峰值。
此后，随着压力的继续增大，裂隙逐渐趋于稳定。
3. 影响因素分析除了压力外，煤体的物理性质、化学性质以及外部环境等因素也会对裂隙的发育产生影响。
例如，煤体的硬度、弹性模量等物理性质决定了其抵抗外部力的能力；煤体的含水率、矿物成分等化学性质会影响其力学性能；而环境温度、湿度等因素则会影响煤体的稳定性。
因此，在实际的地下工程中，需要综合考虑这些因素对煤体裂隙发育的影响。
Ⅰ型裂缝经层理岩石界面拐折扩展规律研究
Ⅰ型裂缝经层理岩石界面拐折扩展规律研究∗张影;王素玲;杨萍萍【摘要】According to the structural feature of unconventional reservoir stratified rock mass,stratified rock mass speci-mens of different materials and interface properties are manufactured on the basis of similarity principle.Veer extension after cracks cross different elastic material interface is found through the three point bending experiment,the more difference be-tween the mechanical properties,the weaker interfacial strength,and the larger steering angle the crack has.Based on the experiment parameter,a plane strain model of vertical crack propagation is established,the stress field of vertical crack via sand/shale interface in the process of the extension is obtained,the stress intensity factor variation of crack tip is calculated, and the angle of crack deflection is gained.The results of calculations show that the veer extension is caused by thattheⅠtype crack turning toⅠ-Ⅱtype compound crack when the shear stress intensity factor increases because of the increasing interfacial shear strain.%依据非常规储层层状岩体的结构特点，根据相似原理制作不同材料、不同界面性质的层状岩体试件，通过三点弯曲试验发现裂缝经过异弹性材料界面后扩展转向，力学性能差异越大，界面强度越弱，裂缝转向角度越大。
页岩水力压裂裂缝扩展规律实验研究
第 ５期
２ ０ １ ５年 ２月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ １ ． １ ５ Ｎｏ ． ５ Ｆｅ ｂ． ２ ０１ ５
１ ６ ７ １ — １ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５ — ０ ０ １ １ — ０ ６
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
表 １ 页 岩 岩 石 力 学 和 物 性 特 征 实验 结 果
Ｔａ ｂ ｌ ｅ １ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ ｒ ｏ ｃ ｋ
ｍｅ ｃ ｈａ ｎｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎｇ ｓ ｈ ａｌ ｅ
网络裂 缝 ， 并 提 出通 过 变 排 量 提 高压 裂 改 造 体 积 的
思路 。
大 。不 同页岩 物性 及施 工 条件 下 ， 压 裂 后 可 能形
成 不 同的裂缝 形 态 ， 包 括单 条裂 缝 、 复 杂裂缝 和 网络 裂 缝 。页岩储 层水 力压 裂 成功 增产 的关 键 在于水 力 裂缝是否能沟通天然裂缝， 形 成 复 杂 的 网 络 裂 缝 。 因此 ， 了解 页 岩 储 层 水 力 压 裂 裂 缝 扩 展 规 律， 对 于 页岩储 层增 产 改造 有着 重要 意义 。
⑥
２ ０ １ ５ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
页岩水 力压裂裂缝扩 展规律 实验研 究
张 烨 ， 潘林华 ， 周 彤 李 宁 徐 正辉 崔 艺。 柳 明。 ，
（ 国土资源部页岩气资源勘查重点实验室 （ 重庆地质矿产研究院 ） ’ ； 重庆市页岩气资源与勘查工程技术研究 中心（ 重庆地质矿产研究 院） ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ４ ２；
低渗透气层岩心破裂裂缝扩展实验分析
摘 要 ： 了加深对低渗透砂岩 气层压 裂过 程 中裂缝 扩展 的认 识 ， 为 同时便 于科 学指 导施 工 ， 用 利
Ｃ Ｔ技 术等方法 ， 对含 有天然 裂缝低 渗透砂 岩 气层 的裂缝 扩展 规律 进行 了研 究。研 究结 果表 明， 加压及 注液能够造成岩心 出现裂纹 并扩展 ， 裂纹与微 裂纹在成 因上 有一定 的 关 系， 一 主 在 定的应力作 用下， 岩石在一些具有微 裂纹的平面先破 裂 ， 随着压力 的增加 或持 续压 力作 用 ， 微
裂 纹 将 会 扩 展 并 相 互连 接 ， 最终 形 成 宏观 裂缝 。
关键 词 ： 低渗 透砂 岩气层 ； 岩心 ； 裂缝扩展 ； 学实验 力
中 图 分 类 号 ：Ｅ １ Ｔ ３２ 文 献标 识 码 ： Ａ
பைடு நூலகம்
１ 实验方法和 步骤
实验 岩 心取 自鄂 尔多 斯 气 田 ， 选择 ４块 有代 表
岩石应变及渗透率； Ｔ ⑥ｃ 扫描岩心裂缝 。 。
２ 实验原理分析
采用 Ｃ Ｔ扫 描 实验 技 术 ， 技 术 以 Ｂ Ｅ 该 Ｅ Ｒ Ｓ定
性 的全 直 径 岩 心 ， 别 是 岩 心 Ａ 、 ２ Ａ 、 ４（ 分 １ Ａ 、 ３ Ａ 表 １ 。对岩 心 Ａ 、 ２加入 不 同 的载荷 进行 实 验并 测 ） １Ａ 定 每一 种 载荷 下 的渗 透 率 ； 心 Ａ 岩 ３只加 入 交 变 载
特 种 油 气 藏
第 １ ９卷
３４ 岩 心 Ａ ． ２受压后 的渗 透 率变 化
裂纹 ， 岩心 主裂 纹 扩展 方 向受 天 然裂 纹 的影 响开始
偏 离轴 向 ； 由于天 然 裂 纹 的相 互 连接 ， 心 主 裂 纹 岩
岩心 Ａ ２初始渗透率为 ００ ８ １ ～ ｍ ， ．２ × ０ 对其 施 加 ５ ａ轴 向压 力 ，５ＭＰ ０ＭＰ １ ａ径 向压 力 ， 定 其 测 受压后岩心渗透率为 ０ ２ １ ～ ｍ ， ．２× ０ 相对破裂前 增大。岩心破裂后 的渗透率增大倍数 为 ６８ ．５倍。
盐岩层钻井中盐岩蠕变量的研究与应用
盐岩层钻井中盐岩蠕变量的研究与应用近几年来，钻井工程建设对我国的经济发展起着越来越重要的作用，然而，在能源勘探方面，研究人员遇到了一个难题盐岩的蠕变特性。
盐岩蠕变性质很复杂，可以说是极不可预测的，使得它们在垂直方向上的运动非常快，可以影响钻井过程中钻具和套管的安全和正常使用。
因此，对盐岩钻井中蠕变变量的研究和应用，科学家也在探索着钻井中盐岩蠕变变量的研究与应用，以更好地支持钻井工程建设过程中的安全运行。
首先，为了研究盐岩蠕变变量及其特性，我们需要对多种不同的盐岩进行测试和评估，考察其蠕变特征。
研究者经常会分析不同岩石层的盐岩蠕变特征，以更好地研究其蠕变特性，如蠕变温度、蠕变强度及蠕变系数的变化等。
其次，为了更好地研究盐岩蠕变变量，研究者采用了各种各样的实验和测试技术，如X射线衍射技术、差示扫描量热法等，以确定盐岩层的密度、粒度分布等影响其蠕变特性的变量。
此外，研究者还可以采用盐岩蠕变变量的有效技术，以预测盐岩钻井的运行状态，避免出现危险情况，如地震作用、岩石层破裂或改变等。
地质局经常采用模拟计算机建模技术，来预测盐岩钻井运行中钻具和管道的受力变化。
此外，基于盐岩蠕变变量的分析和研究，研究者也开发出了灵活机动的特殊钻具和管道，来支持盐岩钻井工程的安全运行。
在盐岩蠕变变量的研究和应用方面，科学家们还在开展着系统的研究和开发，以更快的节奏改善盐岩钻井的运行安全性。
举例来说，研究者也正在开发出基于盐岩蠕变变量的钻井控制和计算机程序，以提高盐岩钻井运行的质量和效率。
此外，研究者也在研究应用不同泥岩层中的松软土质材料，以实现更快速的盐岩钻井运行。
总的来说，研究盐岩钻井中蠕变变量的研究及其应用，对于更好地支撑钻井工程的安全运行是非常重要的，这也是研究者们正在开展的系统的工作内容。
今后，研究人员还将更深入地研究钻井中盐岩蠕变变量的研究和应用，以及它们与环境因素（如温度、压力等）之间的关系，为我们建立一个安全可靠的盐岩钻井环境，为我们的能源勘探和生活所用。
单轴压缩下大理岩细观裂纹扩展试验
直径） 的大理岩宏观试样经切割、打磨形成的 15 × 4 × 2（ 长 × 宽 × 厚） 的 SEM 下压缩试件，为了进行扫描电镜观测，对试件表面进 行抛光及镀金处理。
试验装置系统主要包括： 日本 HITACHI S-570 扫描电子显微 镜（ 分辨率 3． 5 nm，最大加速电压 30 kV，放大倍数不小于 5 万倍） 和由中科院力学所自行开发研制的伺服加 载 系 统 （ 荷 载 范 围 0 N ～ 2 000 N，测量误差为 ± 0． 5 N，拉压最大行程 0 mm ～ 10 mm， 位移测量误差为 0． 001 mm） 。
第 38 卷 第 33 期
·94· 2 0 1 2 年 1 1 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol． 38 No． 33 Nov． 2012
文章编号： 1009-6825（ 2012） 33-0094-02
单轴压缩下大理岩细观裂纹扩展试验研究
武沂泉 曹后龙
（ 国核工程有限公司，上海 200233）
a）某应力下 SEM 图像
b）二值化图像
图 1 处理前后图像
和定量分析，得到细观裂纹扩展的规律。
3 微裂纹发展过程定性分析
1 压缩过程 SEM 观测试验试件制备及试验设备
加载过程的应力应变曲线见图 2，σc 为加载应力应变曲线的
为了保证试样性质的均一性，严格密集采样。所选用的大理 极限应力。在未加荷载时，见图 3a） ，大理岩试件表面初始损伤很 岩以白色为主，局部略带黑色，由碳酸盐矿物成分组成，细粒变晶 小，表面微裂纹较少，从细观尺度上存在明显的不均匀性。当轴
基于微观和细观原位疲劳试验的裂纹扩展机理研究
基于微观和细观原位疲劳试验的裂纹扩展机理研究基于微观和细观原位疲劳试验的裂纹扩展机理研究一、引言裂纹扩展是材料疲劳破坏的重要表现形式之一，对于材料的寿命预测和安全性评估具有重要意义。
基于微观和细观原位疲劳试验的裂纹扩展机理研究，能够更加全面地理解裂纹扩展的过程和规律，为材料的设计和选择提供科学依据。
二、微观和细观原位疲劳试验的意义1.微观和细观原位疲劳试验的概念和方法微观和细观原位疲劳试验是通过对材料微观组织、晶粒结构和裂纹扩展过程的实时观测和记录，来揭示材料疲劳破坏的细节和规律。
这种试验方法可以直接观察和分析裂纹扩展路径、应力场分布等细节，为裂纹扩展机理的研究提供了重要的数据支持和直观的观测手段。
2.微观和细观原位疲劳试验的意义通过微观和细观原位疲劳试验，可以深入了解材料在疲劳载荷下内部组织的变化和裂纹扩展行为，揭示出裂纹扩展机理的微观本质。
还可以为材料的寿命预测和性能设计提供可靠的依据，对提高材料的抗疲劳性能具有重要意义。
三、裂纹扩展机理的研究进展1.基于微观和细观原位疲劳试验的研究方法目前，基于微观和细观原位疲劳试验的研究方法主要包括电镜技术、同步辐射技术、原位拉伸试验等多种手段，能够在微观和细观尺度上实现裂纹扩展过程的直接观测和记录，为裂纹扩展机理的研究提供了强有力的工具支持。
2.裂纹扩展机理的理论模型基于微观和细观原位疲劳试验的研究成果，对裂纹扩展机理提出了多种理论模型，包括晶粒界对裂纹扩展的影响、位错与裂纹扩展的相互作用等，为解释实验现象和预测裂纹扩展行为提供了理论基础。
四、裂纹扩展机理研究的重要意义1.为材料寿命预测提供可靠依据基于微观和细观原位疲劳试验的裂纹扩展机理研究，能够为材料寿命预测提供更加可靠的依据，使人们能够更加准确地评估材料在实际工程中的使用寿命。
2.促进新材料的设计与研发对裂纹扩展机理的深入研究，能够为新材料的设计与研发提供重要的指导意见，有助于提高材料的抗疲劳性能和安全性能。
含杂质盐岩微裂纹细观愈合特征及发生机理
含杂质盐岩微裂纹细观愈合特征及发生机理一、岩石微观结构含杂质盐岩是指在晶体结构中含有杂质的盐岩，其主要成分是结晶的石膏、方解石和岩盐等。
在盐岩中存在微裂纹，主要是由于应力作用、热胀冷缩等因素引起的。
这些微裂纹通常在岩石的结晶界面、孔隙中或岩石内部形成。
二、愈合特征含杂质盐岩微裂纹的愈合特征主要表现为岩石裂缝的封闭和填充。
当岩石中的微裂纹受到应力作用或热胀冷缩等因素时，岩石中的溶质会溶解并渗入微裂纹中，形成溶液。
随着时间的推移，溶液中的溶质逐渐沉淀，并填充微裂纹，使其逐渐封闭。
同时，岩石中的溶液还会与微裂纹周围的岩石发生化学反应，形成新的矿物物质，进一步加强了微裂纹的封闭和填充。
三、发生机理含杂质盐岩微裂纹的发生机理与岩石的物理性质和外界环境因素密切相关。
首先，岩石的物理性质决定了微裂纹的形成和扩展。
盐岩具有较高的可溶性，容易受到水分的侵蚀和溶解，从而形成微裂纹。
其次，外界环境因素如应力作用、温度变化等也会对微裂纹的发生和扩展产生影响。
当岩石受到应力作用时，岩石中的微裂纹会因应力的作用而扩展。
而温度变化也会引起岩石体积的变化，从而产生应力，加剧微裂纹的扩展。
微裂纹的愈合是一个复杂的过程，涉及物理、化学和力学等多个方面的因素。
首先，溶液的渗透作用是微裂纹愈合的基础。
当岩石中的微裂纹被溶液渗透时，溶液中的溶质会与微裂纹周围的岩石发生化学反应，形成新的矿物物质，填充微裂纹，从而实现微裂纹的愈合。
其次，溶液的温度和浓度等因素也会影响微裂纹的愈合过程。
较高的温度和浓度有利于溶液中溶质的溶解和沉淀，从而促进微裂纹的愈合。
此外，岩石中的微裂纹也会受到应力的影响，当应力作用减小或消失时，微裂纹的愈合速度会加快。
总结起来，含杂质盐岩微裂纹的愈合特征主要表现为岩石裂缝的封闭和填充，其发生机理涉及物理、化学和力学等多个方面的因素。
研究微裂纹的愈合特征和发生机理对于理解岩石变形和破裂的规律具有重要的意义，同时也为盐岩工程建设提供了科学的依据。
短裂纹扩展规律及分析方法整理
短裂纹行为模拟
由于短裂纹的行为受多种因素( 如晶粒大小、 分布取向、载荷及环境) 影响，具有随机性， 因此目前短裂纹的模拟方法都是基于概率 统计方法发展起来的。 下面简要介绍常用的模拟方法：威布尔分 布函数（Weibull function）、蒙特卡罗模 拟(Monte Carlo)、分形方法(fractal)、BP 神经网络(back propagation artificial neural）。
研究背景与现状
材料疲劳裂纹扩展研究现状
许多领域对于材料的疲劳性能有着特殊的要求， 以航空、船舶及发动机材料为例，高温抗疲劳性能是关 系到可靠性和寿命的一项非常重要的性能指标。 Paris公式： 工程实践及理论研究表明，疲劳是导致材料、构件失效 的重要因素之一。据统计，机械零件破坏的50% ～ 90%为疲劳破坏，而材料约90% 的疲劳损伤寿命都是 消耗在裂纹萌生及扩展阶段，因此建立一种既能应 用于损伤容限分析，也能应用于耐久性分析的疲劳全 寿命预测方法，必须了解其在短裂纹阶段的行为。
短裂纹行为研究方法--蒙特卡罗模拟(Monte Carlo) （2）
下图1所示为低碳钢材料金相晶粒图及采用Voronoi 算法生成的 Voronoi 网格模拟图。
岩石裂隙渗流特性试验研究的新进展_蒋宇静
第27卷 第12期岩石力学与工程学报 V ol.27 No.122008年12月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec .，2008收稿日期：2008–08–07；修回日期：2008–09–16作者简介：蒋宇静(1962–)，男，博士，1982 年毕业于山东矿业学院，现任教授，主要从事岩石力学和土木工程方面的教学与研究工作。
E-mail ：jiang@civil.nagasaki-u.ac.jp岩石裂隙渗流特性试验研究的新进展蒋宇静1，2，李 博1，王 刚2，李术才3(1. 长崎大学 工学部，日本 长崎 852–8521；2. 山东科技大学，山东 青岛 266510；3. 山东大学 岩土与结构工程研究中心，山东 济南 250061)摘要：综述国内外关于岩体裂隙渗流特性的研究成果，并进行相应的分析和讨论。
分析表明：试验研究在岩体裂隙渗流特性方面具有不可替代的作用；许多研究者根据试验结果提出相应的经验公式，但关于岩石裂隙渗流应力耦合特性研究的计算公式还没有统一的认识。
分析结论也为今后的岩体裂隙渗流特性的试验研究提供了有益的方向。
关键词：岩石力学；岩石裂隙；试验研究；力学开度；水力等效开度；应力渗流耦合；综述中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2008)12–2377–10NEW ADV ANCES IN EXPERIMENTAL STUDY ON SEEPAGECHARACTERISTICS OF ROCK FRACTURESJIANG Yujing 1，2，LI Bo 1，WANG Gang 2，LI Shucai 3(1. Faculty of Engineering ，Nagasaki University ，Nagasaki 852–8521，Japan ； 2. Shandong University of Science and Technology ，Qingdao ，Shandong 266510，China ；3. Research Center of Geotechnical and Structural Engineering ，Shandong University ，Jinan ，Shandong 250061，China )Abstract ：The researches on seepage characteristic of rock joints are reviewed and analyzed. The results show that the experimental study plays a very important role in researching on hydro-mechanical characteristic of rock joints. Many researchers bring forward the experiential computation formulations according to the experimental researches ，but there are not consistent understandings about them. The available research directions are put forward for the future research on hydro-mechanical characteristics of fractured rock masses.Key words ：rock mechanics ；rock fractures ；experimental study ；mechanical aperture ；hydraulic equivalent aperture ；stress-fluid coupling ；review1 引 言裂隙岩体中空隙的尺寸和连通程度一般都远小于岩体中节理裂隙，而且裂隙的水力传导系数远大于完整岩石中孔隙的渗透系数，因此节理裂隙是岩体中水运动的主要通道[1，2]。
裂隙_孔隙_水冻结过程中岩石细观结构变化的实验研究_刘慧
第35卷第12期岩石力学与工程学报V ol.35 No.12 2016年12月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec.，2016裂隙(孔隙)水冻结过程中岩石细观结构变化的实验研究刘慧1，杨更社1，贾海梁1，叶万军1，魏尧1，奚家米1，申艳军1，张慧梅2(1. 西安科技大学建筑与土木工程学院，陕西西安 710054；2. 西安科技大学理学院，陕西西安 710054)摘要：研究岩石在低温冻结过程中细观结构的变化和孔隙(裂隙)水的冻结过程，对于深化认识冻结岩石的力学及损伤特性具有重要意义。
通过开展不同冻结温度下岩石细观结构CT扫描实验，获得了岩样在20 ℃，－2 ℃，－5 ℃，－10 ℃，－20 ℃，－30 ℃时细观结构的CT图像。
采用Canny算子对冻结岩石CT图像进行边缘检测，完成了冻结过程中岩石二维细观结构的识别。
基于体视学理论，提出表征冻结岩石细观结构特征参数的计算公式，分析了孔隙(裂隙)水冻结过程中岩石细观结构的变化，实现了冻结过程中岩样不同截面裂隙(孔隙)的长度、宽度、面积及圆形度等参数变化规律的定量分析。
分析结果表明：在0 ℃～－2 ℃区间，岩样扫描层面内裂隙(孔隙)的长度、宽度、面积快速增加，这一阶段为宏观裂隙中体积水结冰阶段，裂隙(孔隙)的扩张由体积膨胀机制引起；在－2 ℃～－5 ℃区间，裂隙(孔隙)的扩张速率明显降低，该阶段为细观(部分微观)裂隙(孔隙)中水的结冰过程；在－5 ℃～－20 ℃区间，裂隙(孔隙)的扩张速率又开始增加，但低于0 ℃～－2 ℃区间的增加速率，该阶段为微观裂隙(孔隙)中的水向冰晶体迁移阶段，由分凝冰机制引起裂隙的扩张。
关键词：岩石力学；冻结岩石；温度梯度；CT图像；细观结构中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2016)12–2516–09Experimental study on meso-structure of rock in the processof crack(pore) water freezingLIU Hui1，YANG Gengshe1，JIA Hailiang1，YE Wanjun1，WEI Yao1，XI Jiami1，SHEN Yanjun1，ZHANG Huimei2(1. Institute of Architecture and Civil Engineering，Xi'an University of Science and Technology，Xi'an，Shaanxi 710054，China；2. Department of Mechanics，Xi'an University of Science and Technology，Xi'an，Shaanxi 710054，China)Abstract：Studying the change of meso-structure of rock during freezing has great significance for deepening the understanding of the mechanical and damage characteristics of frozen rock. The CT images of the meso-structure of rock at different freezing temperature gradients were obtained. The edge of CT images of frozen rock was detected using the Canny operator and two-dimentional meso-structure of rock during freezing was identificated. The composition and relationship of the meso-structure for frozen rock were analyzed based on the theory of stereo vision. The formula for calculating the characteristic parameters of meso-structure of frozen rock were收稿日期：2016–07–15；修回日期：2016–10–09项目基金：国家自然科学基金资助项目(41272340，41302228)；陕西省科技创新团队项目(2014KCT–30)Supported by the National Natural Science Foundation of China(Grant Nos. 41272340 and 41302228) and Science and Technology Innovation Team of Shaanxi Province(Grant No. 2014KCT–30)作者简介：刘慧(1981–)，女，2013年于西安科技大学岩土工程专业获博士学位，现任讲师，主要从事岩土力学与岩土工程方面的教学与研究工作。
《单轴压缩条件下煤体裂隙细观CT探测实验研究》范文
《单轴压缩条件下煤体裂隙细观CT探测实验研究》篇一一、引言煤炭作为我国主要的能源资源，其开采过程中的安全问题一直是研究的重要课题。
煤体在受到外部应力作用时，裂隙的发育和扩展对煤矿的安全开采有着重要的影响。
因此，研究煤体在单轴压缩条件下的裂隙发育规律，对于预测和防控煤矿灾害具有重要意义。
本文通过细观CT探测技术，对单轴压缩条件下煤体裂隙的发育过程进行实验研究，以期为煤矿安全开采提供理论依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料实验所采用的煤样取自某煤矿，经过加工处理后，得到标准尺寸的煤体试样。
2. 实验方法（1）制备煤体试样：将煤样加工成标准尺寸的试样，保证试样的均匀性和代表性。
（2）单轴压缩实验：将煤体试样置于压力试验机中，施加单轴压缩应力，记录实验过程中的应力-应变数据。
（3）细观CT探测：在实验过程中，利用CT扫描设备对煤体试样进行细观扫描，记录煤体裂隙的发育过程。
三、实验结果与分析1. 裂隙发育过程通过细观CT探测，可以清晰地观察到煤体在单轴压缩过程中裂隙的发育过程。
在初期，裂隙主要在煤体内部随机发育，随着应力的增加，裂隙逐渐扩展、连通，形成较大的裂隙网络。
2. 裂隙分布特征通过对CT扫描数据进行分析，可以得到煤体裂隙的分布特征。
在单轴压缩过程中，煤体裂隙主要分布在应力集中区域，这些区域的裂隙密度较大，对煤体的力学性能产生重要影响。
3. 裂隙对煤体力学性能的影响随着裂隙的发育和扩展，煤体的力学性能逐渐降低。
在单轴压缩过程中，煤体的强度、弹性模量等力学参数均有所降低，表明裂隙的发育对煤体的力学性能产生了显著影响。
四、讨论与结论1. 裂隙发育机制煤体在单轴压缩过程中，裂隙的发育机制主要为应力集中和能量释放。
在应力集中区域，煤体内部的应力超过其承受极限，导致裂隙的产生和扩展。
同时，能量的释放也促进了裂隙的发育和连通。
2. CT技术在煤体裂隙研究中的应用细观CT探测技术能够清晰地观察到煤体裂隙的发育过程和分布特征，为研究煤体裂隙的发育规律提供了有效的手段。
岩石宏、细观损伤复合模型及裂纹扩展规律研究
−1
(8) (9)
−1
εc
(1 / m)1 / m
= ε c m1 / m
式中：E 为岩石的弹性模量， E ′ 为岩石的有效弹性 模量， Em 为岩石应力–应变曲线上过峰荷点的割 线模量， ε c 为极限应变， σ c 为极限应力。 岩石损伤演化方程：
在某一荷载下已破坏的代表性体积单元数目为种细观损伤理论计算结果1017和试验表明当微裂纹密度力学效应用无损单元的力学效应当量表示即有引起的力学效应为采用当量化的方式把损伤单元引起的力学效应折算成无损单元引起的力学效应则总无损代表性体积单元的数目为岩石宏细观损伤复合模型1s2s与原无损总单元数目之比即岩石是由岩块和分布于其中的孔隙微裂缝层面等构成在考虑尺寸效应的影响下可以按照细观损伤力学的思想把岩石看作是具有有效模量的复合材料而把孔隙裂缝等缺陷平均化视为夹杂置于岩石材料基体中
Abstract：Assuming that the representative volumetric element(RVE) has three states，i.e. failure，damage and intactness. The damage can be expressed by degree of failure or intactness. The relation between stress-strain and density variation of rock crack has been obtained through the meso-damage theory and damage statistics model. By the Taylor method，the generalized consistent method and the Taylor medium method in the process of stress-strain，the variable rule of the crack density during the development process of rock stress-strain has been analyzed by examples. The variable characteristics of crack density at characteristic points and the influences of calculation methods have been discussed. Meso-damage theory is used to determine the residual strength of rock. It is shown that the nonlinearity of rock is the macroscopic behavior of development speed of crack density. Some other useful conclusions are also drawn. Key words：rock mechanics；meso-damage；damage statistics model；microcrack density；speed of crack propagation；characteristic points 异，对岩石等脆性材料的损伤理论研究主要集中表
裂纹在层状岩石中扩展特征的研究
裂纹在层状岩石中扩展特征的研究代树红;王召;马胜利;潘一山【摘要】为研究裂纹在层状岩石中的扩展特征,通过数字图像相关方法观测裂纹在层状岩石中的扩展过程,并通过数值模拟方法研究岩石强度对裂纹在层状岩石中扩展的影响.研究表明,裂纹在层状岩石的扩展过程中,载荷曲线具有双峰值特征,各峰值时刻分别对应于界面层两侧岩石的起裂时刻,峰值大小随岩石强度的增高而升高;界面层破裂及界面滑动,对裂纹扩展具有止裂作用,止裂效果随界面层不合裂纹一侧岩石强度的增高而提高;受界面层破裂和界面滑动的作用,裂尖沿界面层发生迁移,裂纹在层状岩石中的扩展呈非连续性扩展特征.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2014(039)002【总页数】7页(P315-321)【关键词】层状岩石;裂纹扩展;数字图像相关方法;界面滑动【作者】代树红;王召;马胜利;潘一山【作者单位】地震动力学国家重点实验室(中国地震局地质研究所),北京100029;辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新123000;地震动力学国家重点实验室(中国地震局地质研究所),北京100029;辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新123000【正文语种】中文【中图分类】TD315层状岩体在自然界中广泛存在,其层面是由矿物沉积、侵入或定向迁移等地质作用形成的一种构造面。
煤系地层多为层状岩体，组成巷道围岩各岩层的物理力学性质往往不同，有时甚至差别很大，其力学性质十分复杂[1-2]。
煤矿开采过程中，岩层沿层面的破裂和滑动是造成顶板垮落、矿井突水、煤与瓦斯突出和冲击地压[3]等矿井重大灾害的重要因素。
因此，层状岩体破裂问题一直是矿业学术界、煤矿安全工程界和岩土工程界[4]关注的重要课题。
鲜学福[5]、黎立云[6]、姜德义[7]等分别实验研究了层状岩石的宏观力学性能、断裂机制及泥岩夹层对盐岩力学性质的影响；林崇德[8]、张玉军[9]、倪绍虎[10]等分别采用离散元和弹塑性损伤有限元方法模拟了层状岩体的破裂。
层状板岩断口分形与裂纹扩展速率研究
层状板岩断口分形与裂纹扩展速率研究卢泽政;李江腾【摘要】For investigating the relation between material morphology and mechanical parameters, the fracture morphology of double torsion specimens of layered slate was analyzed by adopting Talysurf CLI 20003D laser profilometer. It is found that the fractal dimension can be used to represent the fracture section resulting from crack growth. The actual propagation length of the crack was calculated with fractal dimension ( D2 ) of the contour line for the fractured surface. Result showed that the measurement had a great influence on the determination of the actual propagation length of cracks. A higher D2 value led to propagation length more vulnerable to the variation of measurement. Then, the fractal model of stress intensity factor KⅠ relative to the rate was derived based on Paris formula. It is found that D2 can be fit linearly with index parameter n ofKⅠ.%为探讨裂纹演化过程中材料形貌与力学参数的关系,采用Talysurf CLI 2000三维激光形貌仪对层状岩样双扭试件断口形貌进行了扫描分析,结果表明,分形维数能较好地表述裂纹扩展形成的断口断面;利用轮廓线分形维数D2对裂纹真实扩展长度进行计算,结果表明,测度对确定裂纹实际扩展长度影响较大,且D2值越大,扩展长度对测度变化越敏感.运用Paris公式推导了与速率有关的应力强度因子KⅠ的分形模型,结果表明,D2与KⅠ的指数参数n线性拟合较理想.【期刊名称】《矿冶工程》【年(卷),期】2017(037)005【总页数】4页(P15-18)【关键词】分形维数;裂纹扩展速率;应力强度因子【作者】卢泽政;李江腾【作者单位】中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙410083;中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TU452众多研究表明，岩石断裂表面形貌蕴含着断裂过程与材料力学属性等重要信息。
雁行双裂隙类砂岩加载条件下裂纹扩展演化规律研究
雁行双裂隙类砂岩加载条件下裂纹扩展演化规律研究郑远龙;肖桃李;折海成;章德超【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2022(22)28【摘要】在岩体工程中,岩体因施工扰动使得其内部裂纹扩展与贯通,降低了岩体结构强度,进而引发工程事故。
为了研究裂隙岩体在荷载作用下裂纹扩展演化与破坏规律,以预制含雁行双裂隙类砂岩试样为研究对象,采用单轴压缩试验与数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术相结合,探究裂隙倾角和岩桥倾角对试样裂纹产生、扩展和破坏模式的影响。
结果表明:裂纹先从试样边界处产生,向试样中心扩展,随加载的进行,裂纹转向从裂隙尖端处产生,向试样上下端面扩展。
试样新生裂纹扩展演化过程、破坏模式与裂隙的倾角特征关系密切,随裂隙倾角和岩桥倾角的增加,裂纹扩展的数量分别呈现出先减少再增加后减少、先减少后增加的特点,试样破坏模式呈现出由张拉破坏向张拉-剪切复合破坏转变,但当裂隙倾角增加至90°时,试样破坏模式又呈现出张拉破坏。
岩桥贯通取决于其水平投影长度,当岩桥倾角为0°、30°,岩桥水平投影长度较长,岩桥未贯通,当岩桥倾角为60°、90°、120°,岩桥水平投影长度逐渐减小,岩桥发生直接贯通。
研究成果可为工程设计及优化提供一定的指导意义。
【总页数】8页(P12542-12549)【作者】郑远龙;肖桃李;折海成;章德超【作者单位】长江大学城市建设学院;陕西省油气井及储层渗流与岩石力学重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TU452【相关文献】1.基于改进刚体弹簧方法的断续双裂隙砂岩强度及裂纹扩展特征研究2.不同角度预制裂隙条件下双孔爆破裂纹扩展规律3.加载速率影响下裂隙细砂岩裂纹扩展试验及数值模拟研究4.双轴加载条件下疲劳裂纹扩展的研究5.拉剪应力作用下单裂隙砂岩裂纹扩展规律试验研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第30卷增2岩石力学与工程学报V ol.30 Supp.2 2011年9月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Sept.，2011 层状盐岩中裂纹扩展规律的细观实验研究彭瑞东1，2，武志德2，周宏伟2，左建平2(1. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，北京 100083；2. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京 100083)摘要：层状盐岩力学行为的研究是地下盐岩储库建设的科学基础。
借助可以进行原位加载下实时观测的SEM实验系统，对载荷作用下层状盐岩开裂破坏时的裂纹扩展规律进行研究，并从能量耗散及释放的角度探讨层状盐岩破坏的细观机制。
观察发现，层状盐岩中岩盐与泥岩夹杂的细观结构有着较大差异，从而影响着盐岩的宏观力学行为。
层状盐岩中裂纹扩展路径一般不是沿着岩盐与夹杂的界面，而是在岩盐或夹杂中扩展。
且当裂纹在泥岩夹杂中扩展时，能量耗散明显，形成不规则的裂纹，其分形维数大于1，并有可能出现分叉，此时盐岩承载能力较弱，外载做功还较小时就会导致破坏；当裂纹在岩盐中扩展时，伴随较多的弹性能快速释放，形成较平直的裂纹，其分形维数近似为1，并有可能出现较大张开，此时盐岩承载能力较强，吸收外载做功的能量较高。
关键词：岩石力学；层状盐岩；夹层；裂纹；细观实验中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2011)增2–3953–07MESO-EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON CRACK EVOLUTION INBEDDED SALT ROCKPENG Ruidong 1，2，WU Zhide2，ZHOU Hongwei2，ZUO Jianping2(1. State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground Engineering，China University of Mining and Technology，Beijing 100083，China；2. State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining，China University of Mining and Technology，Beijing100083，China)Abstract：Investigation of mechanical behavior of bedded salt rock is the scientific fundamental for constructing storage cavern in underground salt rocks. By means of an advanced testing system which can be used to observe real-time SEM images of samples under the condition of loading in situ，the evolution of cracks was investigated during bedded salt rock samples have being broken and the meso-mechanism is discussed based on the analysis of energy dissipation and energy release. It is observed that there exists large different between the meso-structure of rock salt and that of mud rock impurity in bedded salt rock，and such difference affect the micro mechanical behavior of bedded salt rock. Cracks never develop along the interface of rock salt and mud rock impurity，and they usually develop in rock salts or mud rock impurities. When cracks are developing in the mud rock impurity，energy dissipation plays an important role so that the path of cracks is irregular which fractal dimension is large than 1 and even branch out sometimes，and under this case the load-bearing capacity of bedded rock is weak so that it would rupture although the work of external load is still small. When cracks are developing in the rock salt，more elastic energy is released quickly so that the path of cracks is straight which fractal dimension is nearly equal to 1 and even open more large distance sometimes，and under this case the load-bearing capacity of bedded rock is收稿日期：2010–09–28；修回日期：2011–01–10基金项目：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2009CB724602)；国家自然科学基金资助项目(10802092)；中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金项目(SKLGDUE08009B)作者简介：彭瑞东(1974–)，男，博士，2005年于中国矿业大学(北京)力学专业获博士学位，现任副教授，主要从事岩石力学分析与测试方面的教学• 3954 • 岩石力学与工程学报2011年strong so that it could absorb more energy due to the work of external load.Key words：rock mechanics；bedded salt rock；interlayer；crack；meso-scopical experiments1 引言盐岩结构致密、渗透率低、塑性好、导热性强，损伤破裂后具有再结晶自愈合特性，表现出良好的地质埋藏特征和优良的物理力学特性，且盐岩溶解于水的特性使盐岩洞库的施工更加容易和经济，因此盐岩体被认为是石油、天然气等地下储备和高放射性废物深部埋置的理想场所[1-5]。
我国的地下岩盐资源丰富，分布范围广，品位高，埋藏于地下数十米到四千米，具有良好的建设地下储库的地质条件[3]。
但不同于国外大量存在的“盐丘型”储层条件，我国盐岩地层的基本特点是盐岩层多，单层厚度薄，盐岩体中一般含有众多夹层(如硬石膏层、泥岩层和钙芒硝层等)[6-7]。
在这种特殊的条件下，储库的稳定性和安全性等关键问题的研究在国内外无成熟的理论可借鉴。
在层状盐岩矿床中建造储库，夹层的物理力学特性以及盐岩与夹层间特性的差异，对储库运行参数的确定及稳定性起着十分重要的影响，因此针对层状盐岩的物理力学特性进行系统研究成为我国地下岩溶腔储库建设的技术基础。
目前针对层状盐岩对储库的影响[8-9]、层状盐岩的宏观力学特性[10-13]及本构模型[14-15]、层状盐岩的数值模拟[16-17]，层状盐岩的温度效应及渗流特性[18-20]等进行了一系列研究，取得了一些初步的成果[7，21]。
大量研究表明，层状盐岩中界面的物理力学特性对盐岩整体的力学行为有着重要影响。
尤其在数值模拟中，如何处理岩盐与各种夹层之间的力学连接关系，已经成为关乎模拟结果是否正确合理的一个关键环节。
为了进一步揭示层状盐岩中岩盐与夹杂界面的物理力学特性，从机制上揭示界面处失效破坏的内在原因，可以借助进行原位加载下实时观测的SEM实验系统，对载荷作用下层状盐岩开裂破坏时的裂纹扩展规律进行了研究，并从能量耗散及释放的角度探讨了层状盐岩破坏的细观机制。
2 实验试样及实验方法2.1 实验试样及加工制备本研究的层状盐岩试样取自湖北应城，埋深为盐层呈不等厚互层结构。
按照实验设备的要求，需将层状盐岩试样加工成小方块试样，尺寸规格如图1所示，试样长L为25 mm，宽b为5 mm，高h为10 mm，进行三点弯曲加载时跨距s为20 mm。
为了研究岩盐与夹杂的界面，制备试样时尽可能使界面位于试样中央，一侧为岩盐，另一侧为泥岩，并在界面处预置 2 mm 的小缺口，从而使裂纹尽可能从试样中央扩展，以确保扫描电镜视野中能观测到界面及裂纹。
由于盐岩和泥岩具有遇水溶解的特点，采用干式锯磨法进行加工。
先切割至所需尺寸，然后对各切割端面进行手工打磨，最后对上表面进行抛光处理以满足扫描电镜观察的要求。
图2所示为加工好的部分盐岩试样。
图1 三点弯曲试样尺寸规格Fig.1Size of samples for three points bending图2 加工好的部分盐岩试样Fig.2 Some of prepared salt rock samples2.2 实验设备与加载制度实验设备为煤炭资源与安全开采国家重点实验室的SEM全数字液压伺服实验系统，该系统将一套高精度的液压伺服实验机与一套扫描电镜有机整合在一起，从而实现了在对试样进行加载的同时原位进行实时的扫描电镜观测，系统工作原理及组成如图3所示。
借助该系统，可以在对盐岩试样进行三点弯曲实验的同时，拍摄记录各加载阶段试样表面形貌的变化及裂纹形态，以研究层状盐岩中岩盐与夹杂界面对盐岩变形破坏行为的影响。
实验时，先施加一初始载荷将试样固定到加载台上的三点弯曲夹具中，然后送入扫描电镜真空室第30卷增2 彭瑞东等：层状盐岩中裂纹扩展规律的细观实验研究 • 3955 •(a) 工作原理图(b) 系统组成图3 SEM全数字液压实验系统工作原理及组成Fig.3 Configuration of digital hydraulic SEM test system样破坏，同时可移动加载台以拍摄记录关心区域的SEM图像。