水合物動三軸實驗儀構(gòu)造及功能分析.pdf

1、天然氣水合物作為一種新型能源被使用，它具備潔凈和大量的特點，相比其他能源，它能解決世界能源的缺乏，而且不污染環(huán)境。但含天然氣水合物地層中水合物的分解將帶來嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害和氣候問題。為了克服這些問題需要得到更多的水合物沉積物特性的精確數(shù)據(jù)，而且目前在本領(lǐng)域?qū)尤S儀使用還沒有明顯進展，所以設(shè)計出滿足實驗需要的水合物動三軸儀便迫在眉睫。2000年以來，美國、日本等國的科學(xué)家首先根據(jù)天然氣水合物儲層條件，也開始了適用于天然氣水合物沉積層力學(xué)特

2、性測量的三軸儀研制。因此，本文對水合物動三軸實驗儀的功能和構(gòu)造進行分析設(shè)計，對水合物動三軸實驗儀在原有基礎(chǔ)上的創(chuàng)新有著比較重要的意義。
　　在現(xiàn)場進行某些原位測試基本不可能實現(xiàn)，故需要在室內(nèi)進行水合物沉積物的動三軸試驗。而在評估動荷載作用下水合物沉積物地基的穩(wěn)定性和變形時，需要掌握和了解有關(guān)水合物沉積物的動力工程性質(zhì)，諸如水合物沉積物的動強度特性、液化特性和動應(yīng)力應(yīng)變特性等。為了盡可能正確地了解水合物沉積物的這種性質(zhì)，本文在第二章

3、中利用大段篇幅介紹了水合物動三軸實驗儀各個系統(tǒng)的功能，包括設(shè)計論證，研制建議以及軸向加載、圍壓、孔隙氣（水）壓等系統(tǒng)的的更新設(shè)計。
　　由于海底環(huán)境下的水合物，一般都是在溫度為零上的情況下形成，所以傳統(tǒng)的制樣方法不能很好的模擬海底水合物沉積物的膠結(jié)狀態(tài)，不能還原海底水合物的生成過程;而且制樣過程中會造成部分水合物的分解，導(dǎo)致試樣水合物的飽和度較低。因此，在本文第三章，為了使實驗室中的甲烷水合物原位合成過程更加接近于自然環(huán)境下水合物

4、的形成過程，我們建立了符合于現(xiàn)實海底條件的水合物原位生成裝置，來獲得原位生成的水合物試樣。
　　最后，本文完成了水合物在動三軸儀內(nèi)原位生成與分解的實驗方法進行了設(shè)計，并給出了詳細的實驗步驟與操作，實驗的步驟與操作進行介紹。此外還對水合物動三軸實驗儀的軟件操作系統(tǒng)的實驗操作與步驟細致說明。
　　綜上所述，本文分析了水合物動三軸儀的功能的構(gòu)造并結(jié)合原有土力學(xué)動三軸儀以及水合物靜三軸儀，探索更新出水合物動三軸實驗儀來滿足室內(nèi)進行水