標準解讀

《t/caoe 52-2023 含水合物沉積物三軸剪切試驗方法》是一項針對含水合物沉積物進行力學性能測試的標準。該標準詳細規(guī)定了如何通過三軸剪切試驗來評估這類特殊地質(zhì)材料在不同條件下的力學行為，包括但不限于其抗剪強度、變形特性等。適用于研究海底天然氣水合物資源開發(fā)過程中可能遇到的工程地質(zhì)問題。

標準中首先定義了若干術(shù)語和符號，明確了“含水合物沉積物”、“三軸剪切試驗”等相關概念的具體含義，為后續(xù)章節(jié)提供了統(tǒng)一的語言基礎。接著介紹了試驗所需設備的基本要求，如壓力室、加載系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集裝置等，并強調(diào)了這些儀器必須能夠滿足精確控制圍壓、反壓以及施加軸向載荷的需求。

對于樣品準備方面，《t/caoe 52-2023》給出了詳細的指導原則，包括取樣方法、樣品尺寸規(guī)格、飽和度調(diào)整等內(nèi)容，確保每次試驗都能在盡可能一致的條件下開展。此外，還特別指出了在處理含有天然氣水合物的沉積物時需要注意的安全事項，比如防止因溫度或壓力變化導致水合物分解而引發(fā)事故。

試驗步驟部分則詳盡描述了從安裝樣品到完成整個剪切過程的操作流程，涵蓋了初始狀態(tài)設定、加載路徑選擇（恒定應變速率法或應力控制法）、參數(shù)記錄等多個環(huán)節(jié)。同時，也對可能出現(xiàn)的各種異常情況及其處理方式做了說明。


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  • 2023-03-31 頒布
  • 2023-03-31 實施
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文檔簡介

ICS75.060

CCSE24

T/CAOE52—2023

含水合物沉積物三軸剪切試驗方法

Triaxialsheartestmethodforhydrate?bearingsediments

2023-03-31發(fā)布2023-03-31實施

中國海洋工程咨詢協(xié)會發(fā)布

中國標準出版社出版

T/CAOE52—2023

目錄

前言……………………………Ⅰ

引言……………………………Ⅱ

1范圍…………………………1

2規(guī)范性引用文件……………1

3術(shù)語和定義…………………1

4方法…………………………2

5試驗設備……………………2

5.1設備構(gòu)成………………2

5.2三軸儀…………………2

5.3水合物專用反應釜……………………2

5.4壓力控制系統(tǒng)…………………………3

5.5溫度控制系統(tǒng)…………………………3

6試驗步驟……………………3

6.1試驗準備………………3

6.2試樣制備………………4

6.3剪切測試………………4

6.4數(shù)據(jù)處理………………4

7安全事項……………………5

8試驗記錄……………………5

附錄A（資料性）制樣過程中應加入蒸餾水量的計算方法………………6

附錄B（資料性）三軸剪切試驗記錄表格式………………7

T/CAOE52—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。

本文件由中國海洋工程協(xié)會提出并歸口。

本文件起草單位：青島海洋地質(zhì)研究所、中國地質(zhì)大學（武漢）、中國科學院武漢巖土力學所、大連理

工大學寧波研究院、中國科學院力學研究所、上海巖間機電科技有限公司、中國石油大學（華東）。

本文件主要起草人：吳能友、李彥龍、劉昌嶺、寧伏龍、趙佳飛、韋昌富、張旭輝、程軍、董林、陳強、

廖華林、郝錫犖、劉樂樂、胡高偉、孟慶國、孫建業(yè)。

Ⅰ

T/CAOE52—2023

引言

水合物是一種籠型晶體包絡物固體，包括甲烷水合物、乙烷水合物、二氧化碳水合物和四氫呋喃水合

物等多種類型。天然氣水合物是由天然氣和水形成的水合物，它在自然界中分布廣泛且碳含量巨大，是

一種極具潛力的新型戰(zhàn)略資源，已被國務院批準列為我國第173個礦種。

天然氣水合物儲層的力學參數(shù)是表征儲層特性的主要參數(shù)。受保壓取芯技術(shù)與成本的限制，力學參

數(shù)測定常以人工制備的含水合物沉積物樣品為主，并且也常用二氧化碳等氣體或四氫呋喃等液體代替天

然氣，以降低水合物合成的溫壓條件要求。含水合物沉積物的力學測試受特殊溫度、壓力條件的限制，目

前針對不含水合物的常規(guī)巖土的三軸剪切標準不適用。

本文件描述了人工制備的含水合物沉積物三軸剪切試驗的方法，旨在促進含水合物沉積物三軸剪切

測試規(guī)范化、標準化，促進我國天然氣水合物開采基礎理論發(fā)展。

Ⅱ

T/CAOE52—2023

含水合物沉積物三軸剪切試驗方法

1范圍

本文件描述了含水合物沉積物三軸剪切試驗方法。

本文件適用于人工制備的含水合物沉積物試樣的不固結(jié)不排水三軸剪切試驗。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文

件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T21650.3—2011壓汞法和氣體吸附法測定固體材料孔徑分布和孔隙度第3部分：氣體吸

附法分析微孔

GB/T24107.1—2009土工試驗儀器三軸儀第1部分：應變控制式三軸儀

GB/T32708—2016實驗室儀器及設備安全規(guī)范反應釜

GB/T50123—2019土工試驗方法標準

GB/T50266—2013工程巖體試驗方法標準

SL118—2014應變控制式三軸儀校驗方法

SL119—2012巖石三軸試驗儀校驗方法

T/CAOE23—2020天然氣水合物實驗測試技術(shù)規(guī)范

T/CCSAS005—2019化學化工實驗室安全管理規(guī)范

3術(shù)語和定義

GB/T24107.1—2009、GB/T50266—2013、SL118—2014、SL119—2012和T/CAOE23—2020界

定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

有效圍壓effectiveconfiningpressure

絕對圍壓與孔隙壓力之間的差值。

3.2

切線模量tangentmodulus

軸向應力?軸向應變曲線上各點的切線斜率。

注：描述剪切過程中含水合物沉積物壓縮模量的變化規(guī)律。

3.3

原位制樣法in?situsamplepreparationmethod

依據(jù)附錄A，根據(jù)所需預設的含水合物飽和度，反算沉積物中需要加入的水量，將一定量的沉積物與

水充分混合后

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