A portable triaxial cell for beamline imaging of rocks under triaxial state of stress
A portable triaxial cell for beamline imaging of rocks under triaxial state of stress
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用于三轴应力状态下岩石束线成像的便携式三轴单元
DOI：
10.1088/1361-6501/abeb94
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发表时间：
2021
影响因子：
2.4
通讯作者：
Syed A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Syed A
随着使用X射线和中子成像的直接成像技术的最新发展，越来越需要有效的测试装置来研究多孔岩石的力学和/或输运行为。从商业供应商定制的设计是昂贵的，往往很难修改。本文提出了一种新的设计的便携式三轴细胞成像变形（和建议的适应引入流体输运）通过岩石/沙子/土壤的三轴应力状态下遇到的情况下，地下水含水层或地下油气藏的代表。详细的设计理念和参数，以便有兴趣的研究人员可以使用这个实验装置作为模板来设计和修改三轴细胞，以适应自己的实验要求。该设计已被用于两个成像光束线：成像和材料科学与工程（IMAT），ISIS设施，哈韦尔，牛津郡，英国，和BT 2的国家标准和技术研究所的中子研究中心，盖瑟斯堡，MD，美国。从三维细胞的二维射线照片提取的质量衰减系数与文献报道的那些进行了比较。最后，对三轴单元在岩石变形与断裂力学研究中的应用提出了进一步的建议。
With recent developments in direct imaging techniques using x-ray and neutron imaging, there is an increasing need for efficient test setups to study the mechanical and/or transport behavior of porous rocks. Bespoke designs from commercial suppliers are expensive and often difficult to modify. This paper presents a novel design of a portable triaxial cell for imaging deformation (and a suggested adaptation to introduce fluid transport) through rocks/sand/soil under the triaxial states of stress representative of those encountered in the case of groundwater aquifers or subsurface hydrocarbon reservoirs. The design philosophy and the parameters are detailed so that interested researchers can use this experimental setup as a template to design and modify triaxial cells to suit their own experimental requirements. The design has been used in two imaging beamlines: Imaging and Material Science & Engineering (IMAT), ISIS facility, Harwell, Oxfordshire, UK, and BT2 of the National Institute of Standards and Technology Center for Neutron Research, Gaithersburg, MD, USA. The mass attenuation coefficients extracted from the 2D radiograms of the triaxial cell were compared with those reported in the literature. Further suggestions for the adaptation of the triaxial cells for studying the mechanics of deformation and fracture in rocks are included.
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