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冻融作用下炭质页岩损伤特性研究的开题报告
一、研究背景
炭质页岩具有丰富的有机质含量、高储层含气量等特点，是重要的烃源岩和页岩气储层。然而，在煤矿和岩土工程等领域，冻融作用会对炭质页岩造成严重的损伤和破坏，导致工作面塌陷、岩体破裂等问题。当前，针对冻融作用下炭质页岩的损伤特性研究还相对不足，因此有必要对其进行深入探讨。
二、研究目的
本研究旨在深入研究冻融作用下炭质页岩的损伤特性，探究其微观机理，并通过实验模拟得出相关数据，为工程实践提供科学依据。
三、研究内容和方法
1.炭质页岩冻融损伤机理的深入探究
通过查阅相关文献，分析冻融作用对炭质页岩的影响，探讨其损伤机理和损伤规律。
2.冻融循环实验模拟
将炭质页岩样本置于冷冻机内进行一定次数的冻融循环实验模拟。通过对比实验前后的样本性质和微结构变化，以及力学性质变化，研究其损伤特性及其规律。
3.实验数据处理和分析
采用MATLAB和Excel等工具对实验数据进行处理和分析。得出各项参数的变化趋势，并与现有数据进行比较，验证研究结果的可靠性。
四、预期成果
1.建立基于实验的炭质页岩冻融损伤模型，揭示其损伤机理和规律；
2.得出炭质页岩冻融损伤后的力学性质数据；
3.为工程实践提供科学依据，为石油勘探和开发提供技术支持。
五、研究进度安排
时间节点|主要任务
2021年7月至9月|研究现状调研，撰写开题报告
2021年9月至11月|文献综述，理论分析，拟定实验方案
2021年11月至2022年2月|实验模拟及数据处理
2022年2月至4月|结果分析总结和定稿
六、参考文献
[1]陈伟杰,于洪军,崔向东.煤的瘦缩及其冻融循环致损伤机理[J].煤炭学报,2007,32(5):467-471.
[2]于凌峰,周永前,冯伟等.水、冻融、重力对煤基岩石面内损伤的协同作用机制研究[J].岩土工程学报,2014,36(11):2061-2070.
[3]吴志刚.岩石冻融特性及其损伤机理研究[D].西安:西安理工大学硕士学位论文,2016.
[4]ChangFeng,YanshuangYang,ShuaiGong,etal.Microstructureevolutionandmechanicalbehaviorsofsandstonesubjectedtofreeze-thawcycles[J].ConstructionandBuildingMaterials,2021,269:121136.