一、高温高压下闪长岩弹性纵波速度的实验研究（论文文献综述）
宋刚[1]（2021）在《甘肃省老虎山断裂带“天祝空区”地壳纵波速度的实验研究》文中指出实验室内的岩石弹性波速度研究有助于油气勘探、地震定位和地震层析成像,是联系地质学与地震测深的桥梁。不同岩石间的弹性波速度差异归因于岩石的矿物组成、孔隙度、温度与压力和岩石密度间的不同。老虎山断裂带位于青藏高原东北缘,在其西侧发生过古浪8.0级地震,在其东侧发生过海原8.5级地震。近百年内,在古浪断裂带和海原断裂带之间,尚未发生大地震,因而该区域被称为大地震的“天祝空区”,而老虎山断裂带正好位于“天祝空区”。前人研究表明,未来几十年老虎山断裂带区域上,微小地震可能会密集发生。微小地震（不大于3级）具有震级低、主频率高、密集发生和衰减快的特征。由于能量衰减快,微小地震的弹性波传播距离有限,地表检测地震仪能够接收到的微小地震的震源距有限。近场地壳波速结构,尤其是浅部速度结构对提高微小地震的精确定位有极大的影响。同时,对大量的微小地震进行精确定位有助于判别活动断层发震位置、研究地震孕育以及触发过程。为了提高老虎山断裂带区域的微小地震定位精度,进而了解断层的活动情况,需要对此区域的代表性岩石进行弹性波速度测量。本次研究对象为老虎山断裂带区域的代表性岩石—砂岩、闪长岩、英云闪长岩、变辉长岩和变质砂岩,共计11块岩石样品。实验开始前,从11块样品上钻取并磨制成了直径为20mm的12个岩心;将岩心长度切割并剖光至40.00±0.01mm,成顶底面平行的圆柱体。系统地测量了12个实验样品的长度、直径、质量,并计算密度。使用的实验设备为地震动力学国家重点实验室的活塞圆筒式压机。在室温和围压介于50MPa～500MPa条件下,系统地测量12个岩石样品的P-波速度（Vp）和样品长度随压强的变化。实验方案为压力位于50MPa～200MPa时,间隔为25MPa,以便更好地记录低压条件下速度随压力的变化;压力位于200MPa～500MPa时,间隔为50MPa。在测量波速的过程中,同时测量两压机位移变化,以便估算样品随着压力增加而发生的缩短量,对纵波速度的影响。实验表明,在500MPa范围内,样品长度缩短量小于833μm,绝大部分样品缩短量小于400μm,并且缩短量集中在低压范围内。由于低压条件下,记录到的样品长度缩短量的变化复杂,纵波速度的计算采用样品初始长度。在低压范围内,Vp随着围压的增加呈现对数增加;在高压范围内,Vp随着围压的增加呈现线性趋势增加。这归因于低压范围内,微裂隙随着压力的增加而闭合;高压范围内,微裂隙近乎完全闭合。为了构建速度模型,需要对实验数据进行拟合。除却GYF01-1砂岩样品,所有样品的拟合方差大于等于0.93。同时,临界压力Pc介于200MPa～450MPa,平均值为262.5MPa;结晶岩的Pc平均为250MPa,砂岩的Pc平均值为271.4MPa。对比发现,砂岩的Pc明显高于结晶岩。低压范围内,度量Vp对压力的响应参数av的变化范围为0.2389km s-1MPa-1～0.6369km s-1MPa-1;高压范围内,Vp的压力偏导数Dv平均值2.963x10-4km s-1MPa-1～10.787x10-4km s-1MPa-1。因此,低压条件下的P-波速度-压力的变化速率远大于高压条件下的P-波速度-压力的变化速率。使用拟合参数计算得到的速度-压力导数表明,在低压范围内,压力强烈地影响着纵波速度的变化。同时,通过估算,发现低压条件下温度的增加使纵波速度减小约0.1071km/s。构建的速度-深度模型表明,相同压力下,侵入岩的纵波速度整体上大于变质砂岩的纵波速度、大于砂岩的纵波速度。由于微小地震的信号传播距离有限,能够被地表地震震仪监测到的微小地震均为近场地震。同时,微小地震的弹性波波长短,对速度结构的尺度更敏感。因此,将P-波速度随压力的非线性变化部分与线性变化部分相结合,构建研究区的P-波速度剖面将有助于提高近场微小地震定位精度。
辜科[2]（2020）在《温度作用下泥页岩的力学性能研究》文中提出页岩气在地球上储量丰饶,而且目前是世界各国勘查开发的重点研究目标。其在中国范围内分布广,故更是未来国内能源供应的热门资源。而页岩气产自页岩,同时页岩还是是页岩气的储层及盖层岩石,故页岩的物理力学特性对页岩气的开发有着直接的影响。但对深部页岩的热-力耦合效应的研究少之又少,且试验条件有限。因此,本文通过单轴压缩试验、实时高温高压下三轴压缩试验研究不同热-力作用下对泥页岩力学性质的影响以及其脆性评价指数,内容如下:（1）通过对常温下泥页岩进行了单轴压缩试验研究其单轴抗压强度,以及对不同实时温度作用下的泥页岩进行了三轴室内压缩试验,研究表明泥页岩的物理力学特性随着不同实时温度作用,展现的规律并不相同。这表明泥页岩的物理力学特性有较强的温度效应;而且当围压不断提高会使泥页岩的脆-延转换主控因素发生改变,施加的围压越高,温度效应的影响越大。（2）通过高温高压岩石三轴试验系统对不同实时温度作用下的泥页岩进行试验,提出一种新型基于岩石能量转化平衡的能量脆性评价系数B,该评价系数由峰值强度和残余强度、弹性模量、峰值应变、残余应变等多因素建立,该脆性评价系数能够较好的对实时高温高压下泥页岩三轴压缩试验结果进行脆性分析,并建立脆性评价系数与热-力耦合关系。（3）基于Weibull分布的岩石损伤本构模型,对实时高温高压下泥页岩三轴压缩试验数据进行模型参数的计算和对比拟合分析。研究表明此模型峰值点及峰前爬升阶段的拟合相对较好,然而针对脆性泥页岩的峰后残余强度级峰后跌落阶段拟合较差。对模型参数进行曲面拟合发现模型参数M在一定围压下,M值呈“N”型变化趋势。并且发现模型参数F0,在200℃时与热-力耦合下峰值强度的变化趋势类似,说明F0值与三轴抗压强度有较大的联系,峰值强度的变化直接影响F0值的大小。
雷治红[3]（2020）在《青海共和盆地干热岩储层特征及压裂试验模型研究》文中研究表明干热岩作为一种清洁的可再生资源在地壳中储量极大,有效的开发利用能够帮助改善我国未来的能源结构和降低温室气体等的排放。国外关于干热岩的发展已经有近50年的历史,而我国目前则还停留在资源勘查和靶区选定阶段。开采干热岩最有效的手段是增强型地热系统（EGS）,涉及的关键技术难题主要是储层改造和地热开采。作为一种典型的非常规储层,干热岩的储层改造是高压流体在渗透性极低的高温压结晶岩体中剪切滑移天然裂隙或创造新裂缝的温度-力学-流体（THM）多场耦合的复杂过程,需准确预判人造缝网的延伸形态和渗流特征,因此,对岩石力学的要求极高。储层改造的效果决定了地热开采过程中的最佳流体循环速率(qin)、储层流体阻力（IR）和井间距（L）等关键参数,从而影响EGS的产能。因此,在开展EGS工程场地建设前,针对特定场地条件开展相关的室内试验和数值模拟研究意义十分重大。本文以中国西北共和盆地的干热岩开发为背景,围绕EGS中的两个关键技术问题开展了干热岩储层的物理力学特征分析、储层水力压裂物理模拟试验、储层压裂和地热开采的模型研究四个方面工作。其中,关于岩石的试验研究以实际储层条件为基础,并将获得相关参数输入到离散缝网模拟器（DFN）中来模拟研究干热岩储层水力压裂形成复杂缝网的特征,最后将压裂形成的缝网在多场耦合软件TOUGH2中通过“多重相互作用连续体”（MINC）方法实现,以分析压裂缝网的地热产能。首先,通过野外地质专项调查,从地热地质角度对共和盆地的地温特征、天然裂隙和地应力状态进行分析,确定干热岩开采的储层特征。其中,场地地温特征是依据地热地质资料、钻井资料以及测温资料等确定,综合表明在GR1井的25003705m深度段的地温梯度高达7.14℃/100m,地层温度在150236℃之间;储层段的天然裂隙发育程度依据钻井岩芯识别,表明在选定的储层段天然裂隙发育程度可能较高;而储层地应力状态的判断是从构造解析、节理裂隙统计、震源机制和地表工程测量等方面出发,综合表明场最大水平应力与盆地受挤压方向接近,为NNENE向。其次,对采自共和地区的印支期花岗岩开展大量的物理力学试验研究。通过扫面电镜、X-光衍射、薄片鉴定、热物性测试和孔渗测试等方法,确定了场地花岗岩的微观特征、矿物组分、热物性参数和孔渗性等重要基本物理特征。紧接着,对花岗岩试样开展室温（约20℃）至170℃高温范围内的巴西劈裂试验,试验结果表明花岗岩的抗拉强度随温度升高明显降低,并通过数值拟合得出了抗拉强度与温度演化的关系式。此外,开展了不同温（室温至160℃）压（0至40MPa）下花岗岩的三轴压缩试验研究,研究结果表明:花岗岩随着温度升高塑性增强而脆性减弱,随着围压升高脆性增强而塑性减弱,且在高温压下呈现明显的剪切破坏破坏机理。并基于三轴压缩试验结果拟合得到了花岗岩力学参数（峰值强度、弹性模量和泊松比）随地层深度（温压）增加的演化关系式,为储层压裂和地热开采模型的建立提供了基础。此外,对采自共和地区的9块大尺寸（300×300×300mm）天然花岗岩试样进行了真三轴下的清水压裂试验,以研究温度、注入速率和岩石自身的物理力学特征对压裂效果的影响,并分析了压裂形成的自支撑裂缝的表观几何和渗流特征。试验结果表明:（1）岩石自身的力学强度越高,破裂压力越大;孔渗性越高,能够将岩石压裂的最小注入速率越大。（2）注入速率越高,获得的裂缝开度越大,也越容易形成具有多条裂缝的压裂效果。（3）高温压裂时,岩石的加热过程会产生大量的微破裂,从而容易导致压裂形成具有多条裂缝的复杂水力裂缝网络,且获得裂缝开度和渗透系数均较大。上述试验结果表明通过清水压裂来增强干热花岗岩体的渗透性是可行的。最后,基于前述的试验研究结果,以共和盆地的GR1干热岩井为背景开展压裂模型研究。对天然裂隙发育程度、地应力状态、岩石物理力学特性以及压裂施工参数等因素开展压裂敏感性分析,分析结果显示:对水力裂缝面积影响较大的三个因素依次为压裂液用量天然裂隙间距压裂液注入速率,对裂缝开度影响较大的三个因素依次为天然裂隙间距抗拉强度弹性模量。其中,储层自身特征中的天然裂隙间距是决定储层压裂结果最为关键的因素。为此,依据天然裂隙发育的程度将干热岩储层划分为天然裂隙发育、较发育、不发育和无天然裂隙发育的四种储层模型。并针对四种储层模型开展压裂模拟研究,对形成的缝网特征进行分析以确定天然裂隙发育程度不同的储层所适用的压裂工艺,结果表明:天然裂隙发育程度高的储层适合采用清水剪切压裂处理,可以获得平均开度在2.04.3 mm之间,渗透率在10-1210-13m2之间的裂缝网络;而天然裂隙发育程度较低的储层建议采用凝胶支撑剂型压裂工艺处理,可以获得平均渗透率高于10-11m2的支撑型裂缝。最后,采用多场耦合软件TOUGH2对各压裂模型的最佳缝网开展地热开采模拟研究,结果显示:天然裂隙发育程度越高的储层,其EGS体系的地热开采效率越高。整体上,预计以GR1井为基础上建设一个运行周期为20年,稳定装机容量为0.84MWe3.94MWe的发电示范工程是可行的。
张志华[4]（2019）在《高温条件下大理岩的动、静态力学性能研究》文中认为目前,浅部矿物资源已经不能满足人类的资源需求,深部开采己成为国内外矿产资源开发利用的必然趋势,但是随着开采空间不断地深入,岩石工程所处的地质环境日益复杂化。深部岩石一般处于复杂的地质力学条件中,具有“三高一扰”（高地应力,高地温,高岩溶水压和强烈的开挖扰动）的特点。深部岩层的岩石在高温下的动态力学性能研究中,温度是影响岩石力学性能的重要因素之一。高温环境下岩石内部会发生复杂的物理化学变化,导致经历高温作用后岩石的物理力学行为较常温时截然不同。当地下防护工程受到爆炸、地震、突发火灾等作用时,需要考虑温度和外部荷载等复杂条件的影响。无论是受灾人员的撤离还是地下人防工程的灾后修复,这都需要对温度与动态荷载耦合作用下的岩石动态力学性能的做进一步的研究。本文通过对高温作用后的大理岩进行动静载荷作用下的力学实验及大理岩微观结构特征研究,分析高温大理岩的动、静态力学特性。主要研究内容如下:1)测出各温度下的大理岩试件的基本参数。最后利用YAW-2000型实验机对不同温度作用后冷却的大理岩试件进行静态加载压缩实验以及静态下的劈裂拉伸实验。2)利用SPHB实验装置对高温大理岩试件进行动态冲击压缩、劈裂拉伸实验,并分析高温大理岩的应力-应变曲线以及抗压强度、抗拉强度、峰值应变和弹性模量等动态力学性能。3)通过XRD技术对高温作用后的大理岩矿物成分分析,然后采用SEM扫描高温后的冲击破碎的断口的微观结构。通过岩石的矿物成分分析与微观结构研究,系统全面的研究岩石的损伤演化过程及变形破坏机理。主要研究成果如下:1)通过室内实验,得到高温大理岩的动、静态力学性能,峰值强度、弹性模量随温度升高而降低,峰值应变随温度升高而变大;大理岩的破坏由脆性破坏转变为延性破坏。2)研究表明高温大理岩的破坏机理主要为微裂隙、颗粒间隙等微观缺陷的萌生、扩展和贯通矿物成分分解,晶体结构损伤、穿晶裂纹和沿晶破坏造成。根据宏观和微观参数的实验结果,大理岩试件经历高温作用后的微-宏观力学参数的响应行为有很好的一致性。
王海兵[5]（2018）在《岩石本构模型及地下爆炸力学效应数值研究》文中研究说明地下爆炸广泛应用于民用工程、国防和科研领域。岩石本构模型是研究地下爆炸力学效应的基础。本文针对地下强爆炸数值模拟中的主要问题,开展了岩石本构模型和地下爆炸力学效应的数值研究。具体内容如下:1.基于已有的岩石损伤本构模型,从数值连续性和计算稳定性的角度对其塑性流动法则和损伤率演化方程进行了改进;构造了宽广压力范围的状态方程。其中,高压段（100 GPa以上）采用托马斯-费米原子统计理论状态方程的结果,在中压段（5～100GPa）采用动态冲击试验Hugoniot数据,低压区（5GPa以下）的P-V关系采用静压实验和低速撞击的实验结果。本文建立的岩石弹塑性材料模型可同时表征岩石的压力硬化和损伤软化特性,状态方程的压力范围跨6个数量级（35 MPa～4000 GPa）,可满足强爆炸条件下宽广压力范围内的近、远区多种力学效应的计算需求。2.开展了动力学计算中岩体模型参数的确定方法研究。参照完整岩体和节理岩体的强度参数确定方法,提出了基于波速的岩体参数确定方法。由Byerlee定律,高压段（1.6GPa以上）的岩体状态方程参数可采用完整岩石的Hugoniot数据,而低压段（1.6GPa以下）的数据可采用指数函数拟合的方法通过实验结果获得。3.系统研究了网格尺寸、流固耦合算法以及时间步长等关键因素对数值计算结果的影响,分析了物理量对网格尺寸的敏感性机理,获得了规律性认识;提出并验证了岩石内的稳态位移是网格尺寸的无关量;建立了根据载荷周期和介质波速来确定合适网格尺寸的方法。4.采用用户自定义材料模型方式,将构建的压力硬化和损伤软化岩石材料模型嵌入LS-DYNA软件,采用单套参数对岩体中地下强爆炸的近、远区动力学效应进行了数值研究。计算得到的空腔压力、空腔半径、自由场衰减规律、破坏分区以及应力封闭壳的规律与实验结果吻合较好,同时计算得到的中远区应力波波形较好,可用于远区地运动分析。本文的研究方法和结论可为相关地下爆炸效应的研究提供参考。
刘曦,代立东,邓力维,范大伟,刘琼,倪怀玮,孙樯,巫翔,杨晓志,翟双猛,张宝华,张莉,李和平[6]（2017）在《近十年我国在地球内部物质高压物性实验研究方面的主要进展》文中研究表明近十年中国主要地学科研院所都将高温高压实验研究领域作为重点发展学科方向,加大人才引进力度,促进了地学领域高压物理实验研究的快速发展。本文借《高压物理学报》创刊30周年之际,对最近十年由中国科学家主导的、与地球科学联系紧密的相关高压物理研究成果进行了总结和梳理,所涉及的研究方向主要有:下地幔的有关相变、下地幔矿物中铁的自旋态转变、地核物性、岩石电性测量、矿物电性测量、矿物状态方程、高压谱学、高压扩散、高压超声、硅酸盐熔体物理性质、地质流体等。总体来说,过去十年是中国地学高压物理研究飞速发展的十年,研究成果的数量、重要性和显示度都有较大突破,在国际上占有重要地位。这种快速发展势头仅仅是开始,未来十年将是中国地学高压物理研究发展过程中的关键十年,需要各位同仁共同砥砺前行。
向贵府[7]（2017）在《大渡河硬梁包电站地下厂房区围岩岩石微观结构特征及工程效应研究》文中提出大渡河硬梁包电站厂房区岩石由晋宁--澄江期中酸性侵入岩及其变质形成的构造片麻岩组成,属于典型的“康定杂岩”范畴。研究区经历多期强烈造构运动,岩石普遍遭受不同程度变质构造作用,形成了复杂的岩石组合,复杂的岩体结构。特别是其中普遍发育的条带状构造及片麻状构造,前者表现为宏观不均一性,后者表现为微观不均一性,岩石中的这种不均一性对大跨度、高边墙洞室围岩的变形及稳定性影响程度如何?关系到地下厂房等重要工程的布局和位置确定。结晶岩石的这种不均一性不同于各向异性的沉积岩。基于此,论文针对具有复杂岩石学特征的“康定杂岩”,通过现场调查与室内外物理力学试验,从岩石微观结构入手,借助偏光显微镜、扫描电镜等设备对岩石微观结构进行观察测试,探讨岩体宏观变形破坏与微观结构特征之间的关系,建立基于微观结构特征的洞室围岩岩体质量分类方法,并在此基础上对围岩变形稳定性进行评价,为合理确定厂房位置提供依据。研究中运用地质过程机制分析方法,将岩体的宏观变形行为与组成岩体的岩石及岩体结构的演化过程分析相结合,描述性的定性研究与定量分析相结合,传统手段与现代技术相结合,静态描述与动态演化研究相结合,构建了基于微观结构特征的变形破坏模式,实现了岩体变形机制研究的新拓展。获得主要成果如下:（1）通过厂房区内岩石中矿物组合及其变形特征与区域构造演化的配套分析表明,研究区内分布的“康定杂岩”大致可划分为4个构造层次,第一构造层次为早期岩浆侵入岩,主要为各类闪长岩及花岗岩;第二个层次为中酸性岩浆岩经历中深部变质构造作用形成的各类构造片麻岩;第三个构造层次为先期形成的岩石再次经受构造运动及其所伴生的岩浆活动,岩石内矿物存在不同程度的蚀变现象,主要有绢云母化、绿泥石化、绿帘石化等各类蚀变,这在一定程度上弱化了岩石的工程力学性质;第四构造层次为对应德妥断裂活动期的脆性破坏产生各类碎斑岩。（2）片麻状构造及条带状构造是厂房区岩石中最主要的两种构造类型。它们石是区域中深层变质构造变形作用的产物,随变形强度的增加,岩石中的构造由弱片麻状到片麻状,再到条带状逐渐过度,这从本质上决定了岩石的空间分布规律。（3）岩石微结构特征研究表明,岩石中矿物颗粒分布区间基本在0.074-1.682mm范围内,少部分达到2.378mm（υ=-1.5）的上限值。大部分颗粒主要粒度范围集中在0.149mm到0.841mm区间,占颗粒累积频数百分率的63%-75%,这区间内的颗粒具有较好的分形特征,颗粒分布维数在2.12-3.28之间,意味着组成岩石的矿物颗粒中65%左右的矿物颗粒具有相似的形成背景,属于同一温压条件的产物。矿物颗粒各向异性率变化在10.42%到42.96%之间,矿物颗粒概率熵结果在0.9以上。（4）岩石在常规三轴加载卸载、直接剪切等条件下的变形破坏均表现出明显的剪胀效应,即破坏时出现体积膨胀。岩石破裂发生时所对应的体积应变大致有两种情况:一是破裂发生在裂纹恢复期,另一种情况出现在扩容后。坚硬岩石试件在荷载作用下的体积变化过程可概化为5个阶段,即裂隙压密阶段、弹性变形阶段、裂纹恢复阶段、裂纹加速扩张阶段（扩容阶段）、破坏阶段。破坏既可以发生在裂纹加速扩张期,也可能发生在裂纹恢复期。（5）通过对岩石微结构表征参数与岩石强度关系的研究表明,岩石中矿物颗粒平均形状系数、颗粒排列概率熵、颗粒各向异性率及颗粒组成分维数等结构性参数与岩石剪切试验获得的抗剪强度参数（c、υ）之间存在比较确定的相关性。（6）研究区内岩石点荷载强度及岩体纵波速值都有随洞深变化呈现明显波动起伏特征,这种变化既是岩体宏观结构及强度的综合体现,也是岩石微观结构的宏观表现。（7）针对RMR、Q系统、水电围岩三种分类方案不能有效刻画这类岩石的微观结构特点,借助国标分类方案中主要利用饱和单轴抗压强度Rc和完整性系数Kv两个指标,具有指标获取相对客观,可以较好定量的优点,同时借鉴水力发电围岩分类方案中利用强度应力比来考虑应力对围岩级别分类的影响,建立了修正的BQ围岩分类系统。（8）厂房区围岩三维数值模拟成果表明,调压室、主厂房、主变室、尾闸室等各工程部最大位移及最大塑性区均出现在主厂房上下游边墙。厂区岩体在开挖过程中以及开挖完成后,无大面积的剪切应力和拉伸应力集中区域,只是在洞室的拐角部位有小部分剪切破坏区域,不影响洞室的整体稳定性。
高平[8]（2015）在《岩石热物性参数分析及多场热效应耦合模型研究》文中研究表明近年来，随着全球能源危机和环境问题的日益加剧，对可再生能源的开发利用迫在眉睫。地热能具有绿色、连续、稳定、利用效率高等诸多优点，利用前景十分广阔，预计将会成为未来能源格局中重要组成部分。除了被直接利用，发电和供热也是地热能的两种主要利用方法。由于地热能有许多优点，它在缓解能源危机和提高生态环境方面扮演着越来越重要的作用。干热岩（Hot Dry Rock，HDR）是一种新型的地热资源，由于其广泛的分布和巨大的储量引起了人们的关注，它是指地下高温但由于低孔隙度和渗透性而缺少流体的岩体，主要是各种变质岩或结晶岩类岩体，储存于干热岩中的热量需要通过人工压裂等技术形成增强型地热系统（Enhanced Geothermal System，EGS）才能得以开采。EGS工程的概念就是通过注入井将冷水注入到目标储层，然后通过生产井提取热水用以发电，从而达到开发干热岩热量的目的。EGS是一个复杂的系统工程，在这个过程中存在很多科学问题和工程问题，如资源靶区定位技术，人工压裂，微地震、示踪剂等监控监测技术，资源评价方法，地热地质模型，地下高温岩体的多场耦合过程，地热介质的换热特性机制，能源转换效率评价，发电系统高效利用，示范场地建设。随着中国经济的快速发展以及节约能源、减少污染物排放的需要，目前存在的能源结构不再符合国内形势的要求，发展与利用可再生能源已经成为全社会的共识。而地热资源在缓解能源供应压力和提升经济环境方面可以发挥重要的作用，中国作为能源消耗大国，需要大力开发地热资源和发展地热能技术，特别是干热岩。由于干热岩属于新型地热资源，目前世界上还没有形成一套成熟理论对其进行开发利用，距离大范围推广还有很长的一段时间。而中国在干热岩的开发研究方面正处于起步阶段，需要大量的理论研究、室内实验和现场试验，如热物性、物理力学参数的确定，储层改造及评价，水热交换及能量转换效率，地下高温岩体的多场耦合过程等。本文研究主要依托国家高技术研究发展计划（863计划）项目“干热岩热能开发与综合利用关键技术研究”（项目编号：2012AA052801），开展“岩石热物性参数分析及多场热效应耦合模型研究”。首先，利用中国大陆地区松辽盆地、鄂尔多斯盆地及青海共和盆地的岩石样品，本文选择光学扫描设备（TCS）及BRR岩土比热容测试仪确定岩石样品的热物性参数，并测试相应岩石样品的孔隙率、含水量、波速、矿物成分及密度，分析了岩石的热物性参数与这些因素之间的关系，进一步采用支持向量回归机（Support Vector Regression, SVR）模型预测岩石的导热系数；然后，本文研究了岩石导热系数在空间各个方向上的变化，确定其各向异性特征；其次，分析了温度和压力对岩石导热系数的影响，并利用遗传算法反演温度和压力对不同类型岩石导热系数影响的经验公式；再者，在课题组研发的EGS-THM耦合分析程序的基础上进一步修改和完善，利用STIMPLAN软件对储层进行压裂分析，建立多场热效应耦合模型，并通过实验模型和美国Desert Peak干热岩场地进行验证，分析修正程序在EGS工程中模拟计算的准确性及适用性，明确系统中各物理场的耦合过程与作用机理；最后，针对中国的第一个干热岩靶区-松辽盆地北部地区的徐家围子断陷区，进行干热岩开发利用过程的THM耦合分析研究，评价热提取过程中各物理场的时空演化规律，为我国干热岩地热资源开采工程的设计提供坚实的理论支撑，有助于我国深部地热资源开发利用的进一步深入研究及实际工程的开展。在岩石热物性参数评价及影响因素研究中，针对来自松辽盆地、青海共和盆地及鄂尔多斯盆地的岩石样品，测试了岩石的导热系数、比热容、密度、孔隙度、含水率、矿物成分及波速等参数，分析了岩石热物性参数与不同因素之间的关系，并对导热系数的变化规律进行预测。第一，青海共和盆地岩石样品的导热系数、比热容随深度变化，三个钻孔岩石样品的比热容都随深度增加均有小幅度的下降，最后稳定于0.7kJ/（kg K），数值大小都介于0.71.2kJ/（kg K）之间；导热系数随深度增加有一些数值的波动，但整体上呈逐渐变大的趋势，最后数值大小趋近于3W/（m K），所有样品的导热系数介于1.03.2W/（m K）之间。第二，对于干燥状态下不同类型岩石的导热系数、比热容和孔隙率，发现比热容与孔隙率之间并没有明显的规律，而导热系数随孔隙率的增加整体呈现变小的趋势；根据岩石导热系数与孔隙度的理论关系，研究了不同计算模型与实测导热系数的关系，发现没有一种模型适合所有的岩石样品，但根据不同的岩石样品，提出了适合岩石导热系数的计算模型。第三，研究认为不同类型的岩石波速并不相同，但基本上波速越大的岩石，导热系数越大，二者之间呈正相关关系，并提出了适合本文岩石样品的理论公式。第四，不同地区的同一类型岩石的导热系数与密度的关系并不相同，这反映出形成环境对岩石的影响；从整体上来看，随着密度的增大，导热系数逐渐升高，二者呈正相关关系，并对二者之间的关系进行了拟合分析；而岩石比热容与密度之间没有明显的联系。第五，不同类型岩石的干燥导热系数的变化范围并不相同，饱和导热系数亦不一样，这与岩石的矿物成分、结构等密切相关，本文提出了饱和影响系数，分析饱和程度对导热系数的影响，并与理论公式计算出的理论饱和影响系数进行对比。最后，由于导热系数在地热开发中是一个十分重要的参数且受到许多因素的影响，没有一个理论公式能完全吻合导热系数的计算，本文采用SVR模型对导热系数进行预测研究，得出的导热系数预测值与实测值接近，拟合精度较高。导热系数作为岩石的一个重要的热物理性质，与岩石的内部结构、外部环境密切相关，在空间不同方向上的导热性必定不同，也会呈现出明显的各向异性。通过测试58个松辽盆地花岗岩、流纹岩、砂岩、泥岩及共和盆地花岗岩导热系数，并进行偏光显微镜和X光矿物成分衍射分析，初步得出了不同岩石类型的导热系数各向异性特征。由于岩石样品的结构性不明显，导热系数各向异性因子的范围为0.85～1.3，提出了符合岩石导热系数各向异性的方程曲线。一般来说，干热岩是处于高温高压条件下，这与常温常压条件的岩石导热系数是由明显的区别。通过收集有关学者在实验室高温高压条件下做出的岩石导热系数，如石英岩、砂岩、花岗岩；本文选择应用较广的导热系数理论计算公式，并利用人工智能遗传算法反演公式中的未知参数，确定适合不同岩石的导热系数与温度、压力的关系公式，为后续章节中的模拟计算提供理论依据。通过考虑高温高压对热物性参数影响的理论，本文修改和完善课题组研发的EGS-THM耦合模拟程序，并依据美国宾夕法尼亚大学Taron的二维理论算例和Desert Peak地热田的工程地质资料，验证修正程序在EGS工程中的适用性及合理性，对比分析导热系数等参数的变化带来的温度场、渗流场和应力场的改变，三场的耦合强度以及相应的热产出能力变化；模拟结果显示导热系数的变化对储层的温度场和位移有一定的影响，而对孔隙压力基本没有影响。在此基础上，研究了岩石比热容的变化对地下温度、孔隙压力的影响，发现比热容越大，温度下降的趋势越明显，而相应的孔隙压力越小。进一步分析了注入量与注入压力之间，以及不同布井方式与热产出能力之间的关系。根据松辽盆地的工程地质条件，确定中国大陆地区第一个干热岩靶区为松辽盆地北部地区的徐家围子断陷区。针对该干热岩靶区，本文利用相关的实验设备，研究了高温高压条件下的岩石力学参数，确定了弹性模量、泊松比，并测试了岩石Biot系数及断裂韧度；依据该地区实际工程地质条件，确定了干热岩目标储层及最优的压裂方案，并根据压裂模拟结果和地层条件建立多场热效应耦合模型，利用改进的EGS-THM程序分析储层热传递过程中的THM耦合作用，确定温度场、渗流场及应力场的时空演变规律，对该地区干热岩储层的能量转换效率及发电能力进行了预测分析；在此基础上，对比了储层的属性参数和开采参数的不确定性对耦合模型的影响，以及由此所带来的开采温度和发电量的变化。
臧春娟,王明梁,刘永刚,唐红峰[9]（2014）在《新疆东准噶尔花岗岩类岩石高温高压弹性波速度及其对地壳结构的约束》文中认为应用超声波反射一透射法,在最高压力为1.0 GPa（室温）,最高温度为700℃（1.0 GPa）的条件下对新疆东准噶尔地区的卡拉麦里花岗岩带和野马泉岩体的典型花岗岩类岩石（碱长花岗岩、碱性花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩和石英闪长岩）的纵波速度（Vp）和横波速度（Vs）进行了测量.结果显示,在常温、压力0.41.0 GPa条件下,东准噶尔地区花岗岩类岩石的Vp和Vs均随压力呈线性增加,说明在这个压力段岩石中的微裂隙已基本闭合.室温、1.0 GPa时花岗岩类岩石的Vp是5.796.84 km·s-1,Vs是3.263.85 km·s-1.依据压力与VP及压力与Vs的线性关系,拟合得到常温常压下花岗岩类岩石的纵波和横波压力系数分别是0.15680.4078 km/(s·（GPa）和0.07220.3271 km/（s·GPa）,Vp0和Vs0分别是5.626.47 km·s-1和3.153.75 km·s-1.恒压1.0 GPa、室温到700℃条件下,花岗岩类岩石的Vp和Vs均随温度的升高呈线性降低,温度系数分别为（—3.41-4.96）×10-4km/（s·℃）和（—0.88—3.22）×10-4km/（s·℃）.利用实验获得的花岗岩类岩石的Vp0、Vs0及温度系数和压力系数,结合东准噶尔地区的地热资料,建立了Vp和Vs随深度变化的剖面.将获得的Vp和Vs-深度剖面与该区地球物理探测结果对比,发现东准噶尔地区的碱长花岗岩、碱性花岗岩、二长花岗岩和部分花岗闪长岩的Vp和Vs与该区上地壳速度吻合很好,同时这几种岩石的平均泊松比也与上地壳泊松比一致,因此我们认为这几种类型的岩石是该区上地壳的重要组成部分.另外,石英闪长岩的Vp和Vs均符合中地壳的速度,可能为中地壳中的一种岩石.
蒋玺,安邦,唐波[10]（2012）在《高温高压下闪长岩的相变与纵波波速》文中进行了进一步梳理利用脉冲透射-反射法,在YJ-3000 t高压装置弹性波速测量系统上,测量了0.6、1.0和2.0 GPa,最高1141℃条件下闪长岩的纵波波速（vp）。结果显示,高压下闪长岩的vp随温度升高首先缓慢降低,分别到769℃（0.6 GPa）、810℃（1.0 GPa）和925℃（2.0 GPa）后转而快速下降。实验产物观测显示,0.6 GPa下岩石在758℃时发生脱水熔融并有新生单斜辉石生成,1.0 GPa和2.0 GPa下,闪长岩分别在865℃和921℃的实验产物中出现熔体,新生矿物有单斜辉石和石榴子石。温度升高导致闪长岩中熔体含量增加,斜长石、角闪石和绿泥石等逐渐减少直至消失,单斜辉石和石榴子石呈先增加后减少趋势。探针分析显示,熔体含水量较高,且随温度升高熔体成分向基性方向演化。单斜辉石化学成分变化不明显,2.0 GPa下,随温度从1030℃升高到1138℃,新生石榴子石成分逐渐向钙铝榴石变化。vp变化和熔体含量关系表明,熔体含量增加导致了闪长岩在高温阶段波速的持续快速降低。
二、高温高压下闪长岩弹性纵波速度的实验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高温高压下闪长岩弹性纵波速度的实验研究（论文提纲范文）
（1）甘肃省老虎山断裂带“天祝空区”地壳纵波速度的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题依据和意义 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.2.1 地质背景 |
| 1.2.2 微小地震特点 |
| 1.2.3 P-波速度与岩石密度、矿物成分的关系 |
| 1.2.4 P-波速度与岩石孔隙度的关系 |
| 1.2.5 P-波速度及其各向异性与实验温度、压力的关系 |
| 1.3 研究思路 |
| 第2章 研究方法和样品 |
| 2.1 实验样品 |
| 2.2 实验方法 |
| 第3章 实验结果 |
| 3.1 P-波速度的压力依赖性 |
| 3.2 P-波速度的各向异性 |
| 第4章 讨论 |
| 4.1 V_P(P)-P关系的经验公式 |
| 4.2 速度各向异性 |
| 4.3 上地壳速度-深度模型 |
| 4.4 P-波速度测量对提高近场微小地震精确定位的意义 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录1 原始岩石样品、薄片观察和实验后的样品 |
| 附录2 实验原始数据及推导数据 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）温度作用下泥页岩的力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩石热物理力学参数研究现状 |
| 1.2.2 岩石脆性评价指数研究现状 |
| 1.2.3 岩石损伤统计本构模型研究现状 |
| 1.3 研究目标和研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 试验方案和技术路线 |
| 1.4.1 拟采取的试验方案 |
| 1.4.2 具体技术路线 |
| 2 泥页岩常规物理参数测试 |
| 2.1 研究区地质概况 |
| 2.2 岩样准备 |
| 2.3 岩样加工 |
| 2.4 岩样的分组编号 |
| 2.5 岩样常规物理参数测试 |
| 2.5.1 纵波波速测试 |
| 2.5.2 含水率测试 |
| 2.5.3 岩样内部物质成分分析 |
| 2.5.4 密度测试 |
| 3 泥页岩的力学试验研究 |
| 3.1 岩石力学试验系统 |
| 3.1.1 主要技术指标 |
| 3.1.2 试验机基本原理 |
| 3.2 试验方案 |
| 3.2.1 单轴压缩试验方案 |
| 3.2.2 三轴压缩试验方案 |
| 3.3 单轴压缩试验结果研究 |
| 3.3.1 常温单轴压缩试验下泥页岩应力-应变曲线 |
| 3.3.2 常温单轴压缩试验下泥页岩破坏模式分析 |
| 3.4 高温高压下三轴压缩实验结果及分析 |
| 3.4.1 三轴压缩试验下页岩全应力-应变曲线 |
| 3.4.2 泥页岩三轴压缩试验结果及分析 |
| 3.4.3 摩尔应力圆 |
| 3.4.4 泥页岩力学性质与围压的关系 |
| 3.4.5 泥页岩力学性质与温度的关系 |
| 3.4.6 热-力耦合下泥页岩力学性质研究 |
| 3.4.7 高温高压下三轴压缩试验下泥页岩破坏模式分析 |
| 3.4.8 温度作用对脆-延转化的影响 |
| 3.5 基于全应力-应变曲线对泥页岩脆性评价系数的研究 |
| 3.5.1 脆性评价系数的建立 |
| 3.5.2 脆性指标分析与计算 |
| 3.5.3 围压对页岩脆性的影响 |
| 3.5.4 温度对页岩脆性的影响 |
| 3.5.5 热-力耦合下泥页岩的脆性研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 泥页岩统计损伤本构模型研究 |
| 4.1 建立岩石统计损伤本构模型 |
| 4.1.1 建立损伤演化方程 |
| 4.1.2 建立岩石统计损伤本构模型 |
| 4.1.3 损伤本构模型统计参数 |
| 4.1.4 热-力耦合作用下泥页岩的损伤本构模型 |
| 4.2 模型验证 |
| 4.2.1 模型参数计算与验证 |
| 4.2.2 模型参数与温度及围压的关系 |
| 4.2.3 热-力耦合下模型参数的研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）青海共和盆地干热岩储层特征及压裂试验模型研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与选题依据 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 选题依据 |
| 1.2 储层岩石物理力学特征的研究现状 |
| 1.3 国内外干热岩储层压裂研究的现状 |
| 1.3.1 干热岩场地级压裂研究的现状 |
| 1.3.2 干热岩储层压裂改造机理研究的现状 |
| 1.3.3 储层岩石水力压裂试验研究的现状 |
| 1.3.4 干热岩储层压裂数值模拟研究的现状 |
| 1.3.5 干热岩开采数值模拟研究的现状 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 本文的创新点 |
| 第二章 共和地区地热地质概况及干热岩开采的适宜性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 共和地区地质构造背景 |
| 2.2.1 自然地理位置 |
| 2.2.2 区域地质构造概况 |
| 2.2.3 区域内地层概况 |
| 2.2.4 共和地区地热成因 |
| 2.3 共和盆地地热资源概况 |
| 2.3.1 共和盆地地热资源分布 |
| 2.3.2 恰卜恰干热岩概况 |
| 2.4 共和盆地干热岩储层特征 |
| 2.4.1 温度特征 |
| 2.4.2 天然裂隙发育特征 |
| 2.4.3 地应力分布特征 |
| 2.5 共和盆地干热岩开采的适宜性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 共和盆地干热岩储层物理力学特征试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 样品来源 |
| 3.3 岩石成分及基本物理特性 |
| 3.3.1 矿物成分 |
| 3.3.2 微观特征分析 |
| 3.3.3 密度测定 |
| 3.3.4 弹性波速测试 |
| 3.3.5 孔隙度和渗透率测试 |
| 3.3.6 花岗岩热物性测试 |
| 3.4 不同温度下花岗岩抗拉强度演化规律 |
| 3.5 三轴条件下花岗岩形变和力学参数特征 |
| 3.5.1 试验仪器 |
| 3.5.2 试验设计及测试结果 |
| 3.5.3 试验结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 共和盆地地热储层花岗岩水力压裂试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 压裂试验设备 |
| 4.3 试样制备 |
| 4.4 清水压裂试验 |
| 4.5 试验结果 |
| 4.5.1 室温压裂测试结果 |
| 4.5.2 高温压裂测试结果 |
| 4.6 试验结果分析 |
| 4.6.1 压裂曲线分析 |
| 4.6.2 岩石物理力学特性对水力压裂的影响 |
| 4.6.3 注入速率对水力压裂的影响 |
| 4.6.4 温度对水力压裂的影响 |
| 4.7 水力裂缝特征分析 |
| 4.7.1 表观特征 |
| 4.7.2 渗流特征 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 青海共和盆地干热岩储层水力压裂模型研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 DFN理论模型 |
| 5.2.1 模拟器 |
| 5.2.2 理论模型 |
| 5.3 压裂模型参数 |
| 5.4 水力压裂的敏感性参数研究 |
| 5.4.1 储层岩石物理力学特征对裂缝形成的影响 |
| 5.4.2 地应力对裂缝形成的影响 |
| 5.4.3 天然裂隙对裂缝形成的影响 |
| 5.4.4 水力压裂处理参数分析 |
| 5.4.5 压裂敏感性参数讨论 |
| 5.5 共和盆地干热岩储层压裂模型研究 |
| 5.5.1 压裂材料选择 |
| 5.5.2 密实干热岩储层水力压裂研究 |
| 5.5.3 裂隙型干热岩储层水力压裂研究 |
| 5.5.4 储层压裂模拟结果讨论 |
| 5.6 地热开采数值模拟 |
| 5.6.1 模拟器 |
| 5.6.2 共和盆地EGS设计 |
| 5.6.3 开采限制条件及模型参数 |
| 5.6.4 缝网模型热产出分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议及展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（4）高温条件下大理岩的动、静态力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 岩石的高温动、静力学性能的研究现状 |
| 1.2.1 岩石的高温静态物理力学性能研究现状 |
| 1.2.2 岩石的高温动态力学性能研究 |
| 1.2.3 岩石的高温微观破坏机理研究 |
| 1.2.4 高温SHPB实验的动加载技术 |
| 1.3 主要研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法与技术路线 |
| 第二章 高温冲击实验加载系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 高温SHPB实验装置系统 |
| 2.2.1 传统的φ75mmSHPB实验系统 |
| 2.2.2 高温加热系统(箱式电阻炉) |
| 2.3 SHPB实验测试原理 |
| 2.4 半正弦波整形技术 |
| 2.4.1 异形子弹法 |
| 2.4.2 波形整形器方法 |
| 2.4.3 预留间隙实验法 |
| 2.5 高温冲击实验应注意的问题 |
| 第三章 高温后大理岩的静态力学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 矿区地质概况 |
| 3.2.1 地层 |
| 3.2.2 地质构造 |
| 3.2.3 水文地质条件 |
| 3.3 实验准备 |
| 3.3.1 现场取样 |
| 3.3.2 岩石试件加工 |
| 3.4 高温处理后的大理岩的物理性质 |
| 3.4.1 温度对大理岩外观形态的影响 |
| 3.4.2 温度对大理岩密度的影响 |
| 3.4.3 温度对大理岩的纵波波速的影响 |
| 3.5 温度对大理岩力学特性的影响 |
| 3.5.1 高温后岩石单轴压缩力学实验结果 |
| 3.5.2 温度对大理岩的应力-轴向应变曲线图的影响 |
| 3.5.3 温度对大理岩的单轴压缩性能的影响 |
| 3.5.4 温度对大理岩抗拉性能的影响 |
| 3.6 温度对大理岩破坏形态的影响 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 高温下大理岩的冲击压缩力学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高温条件下岩石的动力学实验设计 |
| 4.3 高温下大理岩的冲击压缩力学实验结果 |
| 4.3.1 经历不同温度作用下的大理岩的应力-应变曲线变化规律 |
| 4.3.2 温度和应变率对岩石力学特性的影响 |
| 4.3.3 高温作用下大理岩冲击压缩破坏特征 |
| 4.4 静动态力学特性的研究比较 |
| 4.4.1 破坏模式对比分析 |
| 4.4.2 峰值应力对比分析 |
| 4.4.3 峰值应变对比分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 大理岩SHPB动态劈裂拉伸力学特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验原理 |
| 5.3 实验方案 |
| 5.4 验证实验有效性 |
| 5.5 动态劈裂拉伸实验结果与分析 |
| 5.5.1 大理岩动态劈裂拉伸实验结果与分析 |
| 5.5.2 大理岩动态劈裂拉伸实验破坏形态分析 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 高温大理岩动静态力学特性的微观机理研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 高温岩石冲击破碎断口的形貌特征 |
| 6.2.1 扫描电子显微镜(SEM)的工作原理 |
| 6.2.2 样品的制备 |
| 6.2.3 冲击荷载作用下岩石的微观断裂机理 |
| 6.2.4 高温冲击作用下岩石的断口形貌特征 |
| 6.3 大理岩的XRD表征及成分分析 |
| 6.3.1 XRD基本工作原理 |
| 6.3.2 样品准备与处理 |
| 6.3.3 大理岩XRD实验结果与分析 |
| 6.4 岩石破坏的微—宏观参数响应特征 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 结论及展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A(攻读硕士学位期间发表的论文、获奖情况) |
（5）岩石本构模型及地下爆炸力学效应数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 地下强爆炸效应研究概况 |
| 1.3 岩石本构模型研究进展 |
| 1.3.1 本构模型的建立方法 |
| 1.3.2 岩石弹塑性本构关系 |
| 1.3.3 岩石损伤本构模型 |
| 1.4 岩石破坏准则研究进展 |
| 1.4.1 岩石准静态破坏准则 |
| 1.4.2 岩石的动态破坏准则 |
| 1.5 本文研究内容及主要工作 |
| 第2章 岩石压力硬化和损失软化本构模型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 完整岩石的变形破坏特征 |
| 2.2.1 岩石的应力-应变全过程曲线 |
| 2.2.2 岩石的强度 |
| 2.2.3 岩石的变形特征 |
| 2.3 岩石压力硬化和损失软化弹塑性本构模型 |
| 2.3.1 塑性流动法则的改进 |
| 2.3.2 损伤演化率公式的改进 |
| 2.3.3 状态方程 |
| 2.3.4 屈服函数 |
| 2.3.5 弹塑性本构模型的积分算法(增量型本构关系) |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 岩石宽广压力范围状态方程研究 |
| 3.1 岩石状态方程概述 |
| 3.2 岩石宽广压力范围状态方程 |
| 3.2.1 高压范围内的岩石状态方程 |
| 3.2.2 中压范围内的Hugoniot数据 |
| 3.2.3 低压范围内的Hugoniot数据 |
| 3.2.4 岩石全范围状态方程 |
| 3.3 卸载的考虑 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 动力学计算中岩体力学参数的确定方法 |
| 4.1 岩石的尺寸效应 |
| 4.2 岩体和岩块的区别 |
| 4.3 岩石爆炸力学效应的计算中岩体介质的等效处理方法 |
| 4.3.1 岩石爆炸力学效应计算中应采用岩体的强度参数 |
| 4.3.2 不同载荷波长下岩体介质的等效方法 |
| 4.3.3 不同尺度效应实验测量结果的相似性问题 |
| 4.4 岩体力学参数的确定方法 |
| 4.4.1 试验法 |
| 4.4.2 经验法 |
| 4.4.3 实际工程应用 |
| 4.5 岩体状态方程参数的确定方法 |
| 4.5.1 Byerlee摩擦滑动定律 |
| 4.5.2 Byerlee摩擦滑动定律对确定低压岩体状态方程的启示 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 岩石动力学可靠性计算中的若干关键问题研究 |
| 5.1 网格尺寸对计算结果的影响 |
| 5.1.1 网格尺寸对爆炸场载荷计算的影响 |
| 5.1.2 网格尺寸对岩石中应力波传播计算结果的影响 |
| 5.1.3 网格尺寸敏感性机理分析 |
| 5.2 流固耦合算法对计算结果的影响 |
| 5.2.1 ALE输运算法和流固耦合约束算法对计算结果的影响 |
| 5.2.2 耦合积分点数对计算结果的影响 |
| 5.2.3 网格比和耦合积分点数的关系 |
| 5.2.4 耦合方向对计算结果的影响 |
| 5.3 时间步长对计算结果的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 地下爆炸力学效应数值计算 |
| 6.1 爆炸源的描述 |
| 6.1.1 化爆 |
| 6.1.2 强爆炸产物 |
| 6.2 岩石模型参数的确定 |
| 6.3 空腔半径和空腔稳定压力 |
| 6.3.1 空腔半径 |
| 6.3.2 空腔的稳定压力 |
| 6.4 围岩中的自由场应力波传播规律计算 |
| 6.4.1 化爆自由场计算结果 |
| 6.4.2 强爆炸自由场计算结果 |
| 6.4.3 不同状态方程计算得到的自由场结果比较 |
| 6.5 爆炸破坏分区的计算 |
| 6.5.1 不同破坏分区的阈值研究 |
| 6.5.2 地下强爆炸破坏分区计算 |
| 6.6 地下爆炸应力封闭壳现象计算 |
| 6.6.1 地下爆炸应力封闭壳现象描述 |
| 6.6.2 计算模型 |
| 6.6.3 计算结果 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（6）近十年我国在地球内部物质高压物性实验研究方面的主要进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 下地幔矿物的结构相变 |
| 3 下地幔含Fe物质的自旋转变 |
| 4 地核物性 |
| 5 岩石电性测量 |
| 6 矿物电性测量 |
| 7 矿物P-V-T状态方程 |
| 8 高压谱学 (拉曼光谱) |
| 9 高压扩散 |
| 1 0 高压超声实验研究 |
| 1 1 硅酸盐熔体的物理性质 |
| 1 2 地质流体的物理性质 |
| 1 3 讨论 |
（7）大渡河硬梁包电站地下厂房区围岩岩石微观结构特征及工程效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 选题目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 康定杂岩研究现状 |
| 1.2.2 岩石微观结构研究现状 |
| 1.2.3 岩石变形破坏机制研究现状 |
| 1.2.4 洞室围岩稳定性研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及思路 |
| 1.3.1 论文主要研究内容 |
| 1.3.2 研究思路与技术路线 |
| 1.4 主要创新研究成果 |
| 第2章 硬梁包电站地下厂房区工程地质条件 |
| 2.1 区域地质背景 |
| 2.1.1 区域构造与断裂体系 |
| 2.1.2 区域地层岩性 |
| 2.1.3 区域地质演化 |
| 2.2 厂房区工程地质条件 |
| 2.2.1 地形地貌 |
| 2.2.2 厂房区围岩岩石类型 |
| 2.2.3 厂房区内构造特征概述 |
| 2.2.4 水文地质特征 |
| 第3章 地下厂房洞室围岩岩石学特征研究 |
| 3.1 洞室围岩岩石矿物成分及其共生组合特征 |
| 3.1.1 岩石矿物共生组合规律概述 |
| 3.1.2 岩石主要矿物特征 |
| 3.1.3 岩石中矿物蚀变类型及特征 |
| 3.2 岩石化学成分及特征 |
| 3.3 厂房区洞室围岩岩石典型构造特征 |
| 3.3.1 片麻状构造 |
| 3.3.2 条带状构造 |
| 3.4 厂房区洞室围岩岩石类型空间分布特征 |
| 3.4.1 各平洞洞段岩性划分 |
| 3.4.2 岩石的时空演变规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 厂房区岩石微观结构特征研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 岩石微观结构特征 |
| 4.2.1 矿物颗粒粒组构成及特征 |
| 4.2.2 矿物定向性指数 |
| 4.2.3 颗粒形状系数 |
| 4.3 基于微观结构特征的岩石空间分区 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 洞室围岩岩石变形破坏特征试验研究 |
| 5.1 岩石常规三轴压缩变形破坏试验 |
| 5.1.1 试验过程及内容 |
| 5.1.2 试验成果及分析 |
| 5.2 岩石常规三轴卸荷变形破坏试验 |
| 5.2.1 试验过程及内容 |
| 5.2.2 三轴卸载试验成果 |
| 5.3 岩石抗剪切破坏试验 |
| 5.3.1 试验过程及内容 |
| 5.3.2 试验成果及分析 |
| 5.4 岩石变形破坏特征及过程分析 |
| 5.4.1 岩石宏观变形破坏特征 |
| 5.4.2 岩石变形破坏过程分析 |
| 5.4.3 岩石变形破坏机制的微观解释 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 洞室围岩岩体质量分类研究 |
| 6.1 岩体质量分类方法综述 |
| 6.2 岩体质量分级基本指标 |
| 6.2.1 岩石强度指标 |
| 6.2.2 岩体的纵波速特征 |
| 6.2.3 岩体结构描述及评价 |
| 6.3 地下洞室围岩现场分类 |
| 6.4 不同系统的岩体质量分类 |
| 6.4.1 水力发电围岩工程地质分类结果 |
| 6.4.2 岩体RMR分类结果 |
| 6.4.3 岩体质量指标Q系统分类结果 |
| 6.5 修正后BQ系统分类方案及成果 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 地下厂房区围岩稳定性分析 |
| 7.1 厂房区工程布置概述 |
| 7.2 三维数值模型构建 |
| 7.2.1 选取计算软件 |
| 7.2.2 地质原型的概化 |
| 7.2.3 模型建立 |
| 7.2.4 模型计算材料力学参数选取 |
| 7.2.5 边界条件及计算准则 |
| 7.2.6 模拟计算方案 |
| 7.3 厂区岩体初始应力场分析 |
| 7.3.1 自重应力场的模拟及边界荷载的确定 |
| 7.3.2 厂区岩体的初始应力场 |
| 7.4 厂房区洞室围岩开挖及开挖完成后结果分析 |
| 7.4.1 调压室开挖过程中厂区岩体的应力和位移场特征 |
| 7.4.2 三大洞室开挖过程中厂区岩体的应力和位移场特征 |
| 7.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（8）岩石热物性参数分析及多场热效应耦合模型研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 Abstract 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与选题依据 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 选题依据 |
| 1.2 干热岩资源储量研究 |
| 1.3 干热岩开发利用的国内外研究现状 |
| 1.3.1 干热岩储层改造的研究现状 |
| 1.3.2 干热岩储层开采的研究现状 |
| 1.3.3 中国在干热岩方面的研究现状 |
| 1.4 热物性参数的国内外研究现状 |
| 1.5 支持向量机和遗传算法在工程应用中的研究现状 |
| 1.6 研究内容与技术路线 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 1.7 本文创新点 第二章 岩石热物性参数的评价与影响因素分析预测 |
| 2.1 概述 |
| 2.1.1 热能传递方式 |
| 2.1.2 导热系数与其他因素之间的关系 |
| 2.1.3 导热系数的预测 |
| 2.2 地质背景 |
| 2.2.1 松辽盆地 |
| 2.2.2 鄂尔多斯盆地 |
| 2.2.3 青海共和盆地 |
| 2.3 测试仪器 |
| 2.3.1 导热系数测试仪器 |
| 2.3.2 比热容测试仪器 |
| 2.3.3 孔隙率及渗透率测试仪器 |
| 2.3.4 波速测试仪器 |
| 2.4 岩石的热物性参数与其影响因素关系分析 |
| 2.4.1 导热系数、比热容与地层深度的关系 |
| 2.4.2 导热系数与矿物成分的关系 |
| 2.4.3 导热系数、比热容与孔隙率的关系 |
| 2.4.4 导热系数与波速的关系 |
| 2.4.5 导热系数、比热容与密度的关系 |
| 2.4.6 导热系数与含水率的关系 |
| 2.5 导热系数的预测研究 |
| 2.5.1 支持向量回归（SVR）模型 |
| 2.5.2 模型的建立 |
| 2.5.3 模型的预测与分析 |
| 2.6 本章小结 第三章 岩石导热系数的各向异性研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 导热系数的测试 |
| 3.3 偏光显微镜和矿物成分分析 |
| 3.3.1 偏光显微镜 |
| 3.3.2 矿物成分分析 |
| 3.4 导热系数的各向异性模型 |
| 3.5 导热系数的测试结果和各向异性分析 |
| 3.5.1 导热系数的测试结果 |
| 3.5.2 各向异性分析 |
| 3.6 本章小结 第四章 温度和压力对岩石导热系数的影响研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 理论模型研究 |
| 4.3 遗传算法基础 |
| 4.3.1 遗传算法的优点 |
| 4.3.2 遗传算法的基本原理 |
| 4.4 利用遗传算法反演参数 |
| 4.4.1 构造导热系数与温度关系公式的适应度函数 |
| 4.4.2 构造导热系数与温度、压力关系公式的适应度函数 |
| 4.5 反演模拟分析 |
| 4.5.1 砂岩模拟分析 |
| 4.5.2 石英岩模拟分析 |
| 4.5.3 花岗岩模拟分析 |
| 4.5.4 温度对不同类型岩石导热系数的影响 |
| 4.6 本章小结 第五章 EGS 工程中多场热效应耦合模型应用研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 模拟程序介绍 |
| 5.2.1 TOUGHREACT 控制方程及介绍 |
| 5.2.2 FLAC3D控制方程及介绍 |
| 5.2.3 EGS-THM 耦合模拟程序介绍 |
| 5.3 Taron 模型应用研究 |
| 5.3.1 THM 耦合模型的建立 |
| 5.3.2 初始边界 |
| 5.3.3 边界条件 |
| 5.3.4 导热系数修正 |
| 5.3.5 模拟结果对比分析 |
| 5.4 Desert Peak EGS 模型应用研究 |
| 5.4.1 Desert Peak EGS 概况 |
| 5.4.2 压裂软件 |
| 5.4.3 储层刺激 |
| 5.4.4 储层 TH 耦合数值模型的构建 |
| 5.4.5 初始条件和边界条件 |
| 5.4.6 导热系数修正 |
| 5.4.7 模拟结果对比分析 |
| 5.5 比热容的影响研究 |
| 5.5.1 温度场的对比分析 |
| 5.5.2 孔隙压力的对比分析 |
| 5.6 储层设计研究 |
| 5.7 本章小结 第六章 松辽盆地北部干热岩靶区的多场热效应耦合模型研究 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 松辽盆地的地质背景和干热岩靶区确定 |
| 6.2.1 区域地理位置 |
| 6.2.2 区域构造特征 |
| 6.2.3 区域沉积特征 |
| 6.2.4 地温场特征 |
| 6.2.5 干热岩靶区确定 |
| 6.3 岩石力学实验 |
| 6.3.1 高温高压岩石三轴实验 |
| 6.3.2 Biot 系数实验 |
| 6.3.3 断裂韧度实验 |
| 6.4 储层压裂设计 |
| 6.4.1 目标储层 |
| 6.4.2 储层参数 |
| 6.4.3 储层压裂结果 |
| 6.5 储层 THM 耦合模型建立 |
| 6.5.1 模型描述 |
| 6.5.2 模型参数 |
| 6.5.3 导热系数修正 |
| 6.6 模拟结果分析 |
| 6.6.1 EGS 工程运行参数确定 |
| 6.6.2 温度场的空间分布及演化规律 |
| 6.6.3 孔隙压力的空间分布及演化规律 |
| 6.6.4 应力场的空间分布及演化规律 |
| 6.6.5 EGS 工程的热能产出及热电转换分析 |
| 6.7 模型不确定性分析 |
| 6.7.1 注入温度影响分析 |
| 6.7.2 储层渗透率影响分析 |
| 6.7.3 储层埋深影响分析 |
| 6.8 本章小结 第七章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议及未来工作展望 参考文献 作者简介及科研成果 致谢 |
（9）新疆东准噶尔花岗岩类岩石高温高压弹性波速度及其对地壳结构的约束（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 区域地质背景 |
| 3 实验方法 |
| 3.1 实验样品 |
| 3.2 实验装置及方法 |
| 3.3 数据处理 |
| 4 实验结果 |
| 5 讨论 |
| 5.1 与前人实验结果的对比 |
| 5.2 与地震测深剖面的对比 |
| 5.3 花岗质岩石的泊松比 |
| 5.4 与其他地区上地壳纵波速度的对比 |
| 6 结论 |
（10）高温高压下闪长岩的相变与纵波波速（论文提纲范文）
| 1 实验样品与方法 |
| 1.1 样品 |
| 1.2 实验方法 |
| 2 岩石相变与组分统计分析 |
| 2.1 实验产物统计 |
| 2.2 实验产物化学成分 |
| 2.3 实验产物的物相变化 |
| 3 相变与纵波波速 |
| 3.1 vp测量结果 |
| 3.2 相变熔融对vp的影响 |
| 4 结论 |
四、高温高压下闪长岩弹性纵波速度的实验研究（论文参考文献）
- [1]甘肃省老虎山断裂带“天祝空区”地壳纵波速度的实验研究[D]. 宋刚. 中国地震局地质研究所, 2021
- [2]温度作用下泥页岩的力学性能研究[D]. 辜科. 西南科技大学, 2020(08)
- [3]青海共和盆地干热岩储层特征及压裂试验模型研究[D]. 雷治红. 吉林大学, 2020(08)
- [4]高温条件下大理岩的动、静态力学性能研究[D]. 张志华. 昆明理工大学, 2019(04)
- [5]岩石本构模型及地下爆炸力学效应数值研究[D]. 王海兵. 北京理工大学, 2018(07)
- [6]近十年我国在地球内部物质高压物性实验研究方面的主要进展[J]. 刘曦,代立东,邓力维,范大伟,刘琼,倪怀玮,孙樯,巫翔,杨晓志,翟双猛,张宝华,张莉,李和平. 高压物理学报, 2017(06)
- [7]大渡河硬梁包电站地下厂房区围岩岩石微观结构特征及工程效应研究[D]. 向贵府. 成都理工大学, 2017(02)
- [8]岩石热物性参数分析及多场热效应耦合模型研究[D]. 高平. 吉林大学, 2015(08)
- [9]新疆东准噶尔花岗岩类岩石高温高压弹性波速度及其对地壳结构的约束[J]. 臧春娟,王明梁,刘永刚,唐红峰. 地球物理学报, 2014(07)
- [10]高温高压下闪长岩的相变与纵波波速[J]. 蒋玺,安邦,唐波. 矿物学报, 2012(04)