ICS75.060

CCSE24

T/CAOE52—2023

含水合物沉積物三軸剪切試驗(yàn)方法

Triaxialsheartestmethodforhydrate?bearingsediments

2023-03-31發(fā)布2023-03-31實(shí)施

中國海洋工程咨詢協(xié)會發(fā)布

中國標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)設(shè)備……………………2

5.1設(shè)備構(gòu)成………………2

5.2三軸儀…………………2

5.3水合物專用反應(yīng)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(yàn)步驟……………………3

6.1試驗(yàn)準(zhǔn)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(xiàng)……………………5

8試驗(yàn)記錄……………………5

附錄A（資料性）制樣過程中應(yīng)加入蒸餾水量的計(jì)算方法………………6

附錄B（資料性）三軸剪切試驗(yàn)記錄表格式………………7

T/CAOE52—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)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(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)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(xué)（武漢）、中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)所、大連理

工大學(xué)寧波研究院、中國科學(xué)院力學(xué)研究所、上海巖間機(jī)電科技有限公司、中國石油大學(xué)（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(qiáng)、

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(luò)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(wù)院批準(zhǔn)列為我國第173個礦種。

天然氣水合物儲層的力學(xué)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(xué)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(yàn)的方法，旨在促進(jìn)含水合物沉積物三軸剪切

測試規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，促進(jìn)我國天然氣水合物開采基礎(chǔ)理論發(fā)展。

Ⅱ

T/CAOE52—2023

含水合物沉積物三軸剪切試驗(yàn)方法

1范圍

本文件描述了含水合物沉積物三軸剪切試驗(yàn)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(yàn)。

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(yīng)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(yàn)儀器三軸儀第1部分：應(yīng)變控制式三軸儀

GB/T32708—2016實(shí)驗(yàn)室儀器及設(shè)備安全規(guī)范反應(yīng)釜

GB/T50123—2019土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)

GB/T50266—2013工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)

SL118—2014應(yīng)變控制式三軸儀校驗(yàn)方法

SL119—2012巖石三軸試驗(yàn)儀校驗(yàn)方法

T/CAOE23—2020天然氣水合物實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)規(guī)范

T/CCSAS005—2019化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)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(yīng)力?軸向應(yīng)變曲線上各點(diǎn)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(yù)設(shè)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