岩石热损伤实时监测试验装置的研制与应用

作     者：李沐子 孟凡震 崔广昊 修占国 岳祝凤 蔡其金 李致远 LI Muzi;MENG Fanzhen;CUI Guanghao;XIU Zhanguo;YUE Zhufeng;CAI Qijin;LI Zhiyuan

作者机构：青岛理工大学理学院山东青岛266000 青岛理工大学土木工程学院山东青岛266000 

出 版 物：《水利与建筑工程学报》 (Journal of Water Resources and Architectural Engineering)

年 卷 期：2024年第22卷第4期

页      面：120-126,146页

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51879135) 山东省泰山学者青年专家项目(2019KJG002) 

主　　题：岩石热损伤 声发射 热变形 高温 花岗岩 

摘      要：为模拟地下岩层高温赋存环境,研究岩石在热作用过程中的渐进热破裂特征,研制了岩石热损伤实时监测试验装置。该装置主要包括箱式加热炉、导波杆、变形标定杆、变形监测系统和声发射测试系统,可以在实时高温作用下同步监测岩样因温度变化产生的声发射信号和变形,从而量化岩石的热损伤。实测结果表明:随着目标温度的升高,累计声发射撞击数和声发射能量量级显著增加,即目标温度越高形成的热损伤越多,且目标温度时的热变形越大。随着加热速率的增加,岩石起裂时对应的表面温度增加。采用室内冷却方式时,累计声发射撞击存在突增,冷却阶段变形表现为极速变形恢复段与平稳恢复段。不同加热速率和冷却方式没有造成明显的声发射结果和热变形大小差异,目标温度大小对岩石热破裂特征的影响占主导。通过对岩样进行高温作用的多种加热冷却路径试验,验证了该岩石热损伤监测试验装置的准确性与可靠性。