Un experimento de compresión uniaxial con carbón de CO2mediante un sistema de prueba de acoplamiento de gas sólido de volumen fijo y de volumen constante

Resumen

Este protocolo demuestra cómo preparar una muestra de briqueta y llevar a cabo un experimento de compresión uniaxial con una briqueta en diferentes presiones de CO₂ utilizando un sistema de prueba de acoplamiento sólido de gas visualizado y de volumen constante. También tiene como objetivo investigar los cambios en términos de las propiedades físicas y mecánicas del carbón inducidos por la adsorción de CO 2.

Resumen

Inyectar dióxido decarbono (CO 2) en una costura de carbón profunda es de gran importancia para reducir la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera y aumentar la recuperación de metano carbonizado. Aquí se introduce un sistema de acoplamiento sólido de gas visualizado y de volumen constante para investigar la influencia de la sorción de CO₂ en las propiedades físicas y mecánicas del carbón. Al ser capaz de mantener un volumen constante y monitorear la muestra utilizando una cámara, este sistema ofrece el potencial de mejorar la precisión del instrumento y analizar la evolución de la fractura con un método de geometría fractal. Este documento proporciona todos los pasos para realizar un experimento de compresión uniaxial con una muestra de briqueta en diferentes presiones de CO₂ con el sistema de prueba de acoplamiento sólido de gas. Una briqueta, prensada en frío por carbón crudo y cemento humate de sodio, se carga en CO₂de alta presión y su superficie se supervisa en tiempo real con una cámara. Sin embargo, la similitud entre la briqueta y el carbón crudo todavía necesita mejoras, y un gas inflamable como el metano (CH₄) no se puede inyectar para la prueba. Los resultados muestran que la sorción de CO₂ conduce a la resistencia máxima y la reducción del módulo elástico de la briqueta, y la evolución de la fractura de la briqueta en un estado de falla indica características fractales. La resistencia, el módulo elástico y la dimensión fractal están correlacionados con la presión de_CO2, pero no con una correlación lineal. El sistema de prueba de acoplamiento de gas sólido de volumen constante y visualizado puede servir como plataforma para la investigación experimental sobre mecánica de rocas teniendo en cuenta el efecto de acoplamiento multicampo.

Introducción

La creciente concentración de_CO2 en la atmósfera es un factor directo que causa el efecto del calentamiento global. Debido a la fuerte capacidad de sorción del carbón, el secuestro de CO₂ en una costura de carbón se considera un medio práctico y respetuoso con el medio ambiente para reducir la emisión mundial de gases de efecto invernadero^1,2,3. Al mismo tiempo, el CO₂ inyectado puede sustituir a CH₄ y dar lugar a la promoción de la producción de gas en la recuperación de metano carbonilado (ECBM)^4,5,6. Las perspectivas ecológicas y económicas del secuestro de CO₂ han atraído recientemente la atención mundial entre los investigadores, así como entre diferentes grupos internacionales de protección del medio ambiente y organismos gubernamentales.

El carbón es una roca heterogénea, estructuralmente anisotrópica compuesta de poro, fractura y matriz de carbón. La estructura de los poros tiene una gran superficie específica, que puede adsorser una gran cantidad de gas, jugando un papel vital en el secuestro de gas, y la fractura es el camino principal para el flujo de gas libre^7,8. Esta estructura física única conduce a una gran capacidad de adsorción de gas para CH₄ y CO_2. El gas minero se deposita en el lecho de carbón en pocas formas: (1) adsorbido en la superficie de los microporos y los poros más grandes; 2) absorbido en la estructura molecular del carbón; (3) como gas libre en fracturas y poros más grandes; y (4) disuelto en agua de depósito. El comportamiento de sorción del carbón a CH₄ y CO₂ causa hinchazón de la matriz, y otros estudios demuestran que es un proceso heterogéneo y está relacionado con los limorfos de carbón^9,10,11. Además, la sorción de gas puede causar daños en la relación constitutiva del carbón^12,13,14.

La muestra de carbón crudo se utiliza generalmente en experimentos de acoplamiento de carbón y CO 2. Específicamente, una gran pieza de carbón crudo de la cara de trabajo en una mina de carbón se corta para preparar una muestra. Sin embargo, las propiedades físicas y mecánicas del carbón crudo inevitablemente tienen un alto grado de dispersión debido a la distribución espacial aleatoria de los poros naturales y fracturas en una costura de carbón. Además, el carbón que lleva gas es suave y difícil de remodelar. De acuerdo con los principios del método experimental ortogonal, la briqueta, que se reconstituye con polvo de carbón crudo y cemento, se considera como un material ideal utilizado en la prueba de sorción de carbón^15,16. Al ser prensado en frío con matrices de metal, su resistencia puede ser preestablecida y se mantiene estable ajustando la cantidad de cemento, lo que beneficia el análisis comparativo del efecto de una sola variable. Además, aunque la porosidad de la muestra de briqueta es de 4-10 veces, la de la muestra de carbón crudo, características similares de adsorción y desorción y curva de tensión-deformación se han encontrado en la investigación experimental^{17,18 , 19 , 20}. En este documento, se ha adoptado un sistema de material similar para el carbón de gas para preparar la briqueta²¹. El carbón crudo fue tomado de la cara de trabajo 4671B6 en la mina de carbón Xinzhuangzi, Huainan, provincia de Anhui, China. La costura de carbón está aproximadamente 450 m por debajo del nivel del suelo y 360 m por debajo del nivel del mar, y se sumerge a unos 15o y tiene aproximadamente 1,6 m de espesor. La altura y el diámetro de la muestra de briqueta son de 100 mm y 50 mm, respectivamente, que es el tamaño recomendado sugerido por la Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas (ISRM)²².

Los anteriores instrumentos de prueba de carga uniaxial o triaxial para experimentos de carbón de gas en condiciones de laboratorio tienen algunas carencias y limitaciones, presentados como becarios^{23,24,25,26 ,27,28}: (1) durante el proceso de carga, el volumen del recipiente disminuye con el movimiento del pistón, causando fluctuaciones en la presión del gas y perturbaciones en la sorción de gas; 2) el monitoreo de imágenes en tiempo real de las muestras, así como las mediciones de deformación circunferencial en un entorno de alta presión de gas, es difícil de llevar a cabo; (3) se limitan a la estimulación de perturbaciones de carga dinámicas en muestras precargadas para analizar sus características de respuesta mecánica. Con el fin de mejorar la precisión del instrumento y la adquisición de datos en la condición de acoplamiento gassólido, se ha desarrollado un sistema de ensayo visualizado y de volumen constante²⁹ (Figura1), incluyendo (1) un recipiente de carga visualizado con un cámara de volumen constante, que es el componente principal; (2) un módulo de llenado de gas con un canal de vacío, dos canales de llenado y un canal de liberación; 3) un módulo de carga axial que consiste en una máquina de pruebas universal esservohidráulica y una computadora de control; (4) un módulo de adquisición de datos compuesto por un aparato de medición de desplazamiento circunferencial, un sensor de presión de gas y una cámara en la ventana del recipiente de carga visualizado.

El recipiente visualizado del núcleo (Figura2) está diseñado específicamente para que dos cilindros de ajuste se fijan en la placa superior y sus pistones se mueven simultáneamente con el recipiente de carga a través de una viga, y el área seccional del pistón de carga es igual a la suma de la de los cilindros de ajuste. Fluyendo a través de un agujero interior y tuberías blandas, el gas de alta presión en el recipiente y los dos cilindros están conectados. Por lo tanto, cuando el pistón de carga del recipiente se mueve hacia abajo y comprime el gas, esta estructura puede compensar el cambio de volumen y eliminar la interferencia de presión. Además, se evita la enorme contrafuerza inducida por gas que ejerce sobre el pistón durante la prueba, mejorando significativamente la seguridad del instrumento. Las ventanas, que están equipadas con vidrio de borosilicato templado y situadas en tres lados del recipiente, proporcionan una manera directa de tomar una fotografía de la muestra. Este vidrio ha sido probado con éxito y demostrado para resistir hasta 10 MPa de gas con una baja tasa de expansión, alta resistencia, transmitancia de luz, y estabilidad química²⁹.

Este documento describe el procedimiento para realizar un experimento de compresión uniaxial de carbón de CO₂con el nuevo sistema de prueba de acoplamiento de gas sólido de volumen constante y visualizado, que incluye la descripción de todas las piezas que preparan una briqueta muestra utilizando polvo de carbón crudo y humate de sodio, así como los pasos sucesivos para inyectar CO₂ de alta presión y realizar compresión uniaxial. Todo el proceso de deformación de la muestra se supervisa con una cámara. Este enfoque experimental ofrece una forma alternativa de analizar cuantitativamente el daño inducido por la adsorción y la evolución de fracturas característica del carbón portador de gas.

Protocolo

1. Preparación de la muestra

1. Recoja bloques de carbón crudo de la cara de trabajo 4671B6 de la mina de carbón Xinzhuangzi. Tenga en cuenta que, debido a la baja resistencia y holgura de la estructura, el carbón crudo se rompe y probablemente se mezcla con impurezas. Para evitar la influencia de estos factores internos y externos, así como reducir la inhomogeneidad del carbón tanto como sea posible, seleccione grandes bloques de carbón (alrededor de 15 cm de largo, 10 cm de ancho y 10 cm de alto).
2. Utilice una pinza para eliminar las impurezas mezcladas en el carbón y frote la cámara trituradora con algodón absorbente y acetaldehído.
3. Aplastar los bloques de carbón en trozos pequeños con una trituradora de mandíbula, y cobijarlos en una coctelera de tamiz equipado con pantallas estándar de 6 y 16 malla. Coloque el polvo de carbón clasificado por separado según el diámetro.
4. Pesar 1.000 g y 300 g de carbón pulverizado con una distribución de tamaño de partícula de 0-1 mm y 1–3 mm, respectivamente. Colóquelos juntos en un vaso de precipitados en una proporción de masa de 0,76:0.24 y mezcle bien con una varilla de vidrio (con un diámetro de 6 mm).
   NOTA: Según la función gaudiana-schuman de la teoría del embalaje continuo, cuando el valor de distribución del tamaño de partícula (m) es igual a aproximadamente 0,25 (la masa del tamaño de partícula es de 1-3 mm: masa total a 0,24), la fuerza de la briqueta es máxima^{de 30}.
5. Para preparar el cemento, poner 4 g de polvo de humate de sodio (99,99% de pureza) en un vaso de precipitados y añadir aproximadamente 96 ml de agua destilada. Use una varilla de vidrio para removerlos y asegúrese de que todo el humate de sodio esté bien disuelto.
   NOTA: La concentración de cemento afecta directamente a la resistencia a la compresión de la briqueta. El Cuadro 1 revela proporciones específicas de preparación de briquetas, de las cuales la muestra No. 2 se ha utilizado para los resultados representativos.
6. Poner 230 g de carbón mixto en polvo y 20 g de solución de humate de sodio en un vaso de precipitados y mezclarlos.
   NOTA: Sobre la base de experiencias previas de fabricación de muestras, una briqueta producida con 250 g de material, utilizando el método de prensa doles, cumple con el requisito de tamaño de una muestra de roca estándar^22,donde el polvo de carbón representa el 92% y el cemento representa el 8%.
7. Presione en frío la briqueta utilizando las herramientas de modelado adaptadas al tamaño de la briqueta (Figura 3).
   1. Para producir una briqueta de tamaño estándar, cubra la superficie interior de las herramientas de modelado con aceite lubricante. Ensamble los componentes de la herramienta #2, #3 y #4 de la Figura 3y llene el agujero con 250 g de material mixto.
   2. Coloque el componente #1 de la Figura 3 encima del material y coloque todo bajo el pistón de una máquina de prueba universal servoelectrohidráulica.
   3. Inicie el software WinWdw (o equivalente) para controlar la máquina de pruebas universales electrohidráulica servo. En el software, haga clic en Forzar rango para establecer la fuerza máxima en 50 kN, y haga clic en Restablecer para borrar el valor de desplazamiento.
   4. Haga clic con el botón izquierdo en la opción forzar el control de carga. Establezca la relación de movimiento en 0,1 kN/s. Establezca el valor de fuerza objetivo en 29,4 kN y el tiempo de espera a 900 s. A continuación, haga clic en Iniciar.
   5. Saque las herramientas de modelado e invierta en una placa de goma. Utilice un martillo de goma para desmontar los componentes de la herramienta #4, #2, #3 y #1 en ese orden.
8. Poner la briqueta en una incubadora de 40oC durante 48 h. A continuación, pesar su masa con básculas electrónicas (con una precisión de 0,01 g) y medir su altura y diámetro con una pinza Vernier (con una precisión de 0,02 mm) después del secado.
9. Mida el contenido de humedad, el contenido de cenizas y el contenido volátil de la briqueta, utilizando un analizador aproximado (ver la Tabla de Materiales)a una temperatura de 20 oC y una humedad relativa del 65% (según GB/T 212-2008 estándar). Realice una medición de reflectancia vitrinita en la briqueta pulida, utilizando un microscopio fotómetro (según GB/T 6948-2008 estándar).
10. Mida la resistencia a la compresión uniaxial, la resistencia a la tracción, la cohesión y el ángulo de fricción interno, utilizando una máquina de ensayo universal y un aparato de cizallamiento directo controlado por tensión (según GB/T 23561-2010 estándar). Realice una medición de la relación DeIsson utilizando un medidor de tensión de resistencia (según GB/T 22315-2008 estándar).
11. Realizar una prueba de adsorción del carbón crudo y la briqueta, utilizando un instrumento de adsorción de isotermias (según GB/T19560-2008).

2. Métodos experimentales

1. Configuración de laboratorio
   1. Coloque el sistema de prueba en un área silenciosa y libre de vibraciones de un laboratorio limpio sin interferencias electromagnéticas. La temperatura ambiente debe permanecer estable durante la prueba.
   2. Coloque el recipiente visualizado en la plataforma de la máquina de pruebas universal es servohidráulico. Conecte el pistón de la máquina de ensayo con el del recipiente visualizado con el uso de una herramienta específica (véase la figura 4).
   3. Instale una válvula de reducción de presión manual en la boquilla del tanque de gas. Conecte la válvula con el canal de llenado de gas en la placa inferior del recipiente visualizado mediante tubería blanda (con un diámetro interior de 5 mm y una presión máxima de 30 MPa). Conecte el canal de vacío y la bomba de vacío con el mismo tubo.
   4. Fije la puerta trasera del recipiente visualizado con pernos de alta resistencia. Conecte el ordenador, la caja de adquisición de datos (caja DAQ) y el sensor de presión de gas integrado a la puerta trasera.
2. Prueba de estanqueidad del aire y medición en blanco
   1. Para adquirir los datos de presión de gas en el recipiente visualizado, inicie el software DAQ Sensor-16 (o equivalente). En el software, haga clic en Iniciar.
   2. Encienda la bomba de vacío. Abra la válvula V1 (Figura 2) y cierre V2, V3 y V4 (Figura2). Vacíe la cámara del recipiente visualizado. Apague el V1 y bombéelo hasta que esté al vacío.
   3. Abra V2 y el tanque de gas (con helio). Utilice la válvula de reducción de presión manual para ajustar la presión de salida del tanque de gas a aproximadamente 2 MPa (presión relativa).
   4. Observe cuidadosamente la curva de presión de gas que se muestra en DAQ Sensor-16. Cuando se trata de aproximadamente 2 MPa, apague V2 y el tanque de gas.
      NOTA: Después de 24 h, si la reducción de la presión del gas es inferior al 5%, la capacidad de sellado del recipiente visualizado es buena.
   5. Para medir la fuerza de fricción del pistón de carga moviéndose hacia abajo, inicie el software WinWdw para controlar la máquina de pruebas universal es servohidráulica.
   6. En el software, haga clic en Forzar rango para establecer la fuerza máxima a 5 kN y haga clic en Restablecer para borrar el valor de desplazamiento. Haga clic con el botón izquierdo en la opción Velocidadde carga de desplazamiento . Ajuste la relación de movimiento en 1 mm/min; a continuación, haga clic en Iniciar.
   7. Cuando el desplazamiento mostrado en WinWdw es de aproximadamente 5 mm, haga clic en Detener. Haga clic con el botón izquierdo en Guardar datos para guardar la curva de desplazamiento de fuerza.
   8. Abra V4 y descargue helio en el aire. Desmontar la puerta trasera del recipiente visualizado y cerrar V4.
      ADVERTENCIA: La puerta y las ventanas deben estar abiertas para la ventilación durante la liberación de gas debido al posible riesgo de asfixia.
3. Experimento de compresión uniaxial
   1. Mida la altura (h) y el diámetro (d) de la briqueta con una pinza Vernier (con una precisión de 0,02 mm). Pesar la masa (m) de la briqueta con básculas electrónicas (con una precisión de 0,01 g). Calcule su densidadaparente ( ) con la siguiente ecuación.
      
   2. Instale el rodillo de cadena del aparato de prueba de deformación circunferencial alrededor de la posición media de la briqueta (Figura5, #1) y fije el soporte de la abrazadera (Figura5, #2). Conecte el sensor (Figura5, #3) con la caja DAQa través del conector de aviación en el recipiente visualizado (Figura 2) y colóquelos debajo del pistón de carga.
      NOTA: Para garantizar la precisión de la adquisición de datos, ajuste el rodillo de cadena y la superficie superior de la muestra para que sean paralelos al pistón de carga.
   3. Inicie WinWdw para controlar la máquina de pruebas universal. En el software, haga clic con el botón izquierdo en la opción Velocidadde carga de desplazamiento . Ajuste la relación de movimiento en 10 mm/min. Pulse el botón Abajo del mando a distancia de la máquina de pruebas universal hasta que la distancia restante entre el pistón y la muestra sea de 1-2 mm. A continuación, montar la puerta trasera de la nave visualizada.
   4. Repita los pasos 2.2.1–2.2.2. V3 abierto y el tanque de gas (CO₂, pureza 99,99%). Utilice la válvula de reducción de presión manual para ajustar la presión de salida del tanque de gas a un valor determinado.
   5. Observe cuidadosamente la curva de presión de gas que se muestra en DAQ Sensor-16. Cuando se acerque lo suficiente al valor objetivo, cierre el V3 y el tanque de gas (CO₂).
      NOTA: Cuando la curva de presión del gas permanece estable, la briqueta ha alcanzado su estado de equilibrio dinámico de adsorción y desorción. Generalmente, la briqueta tarda de 6 a 8 h en adsorgarse por completo. En esta prueba, el tiempo de adsorción se establece en 24 h.
   6. Después de las 24 h, coloque la cámara con un trípode junto a la ventana del recipiente visualizado. Ajuste la altura y el ángulo para asegurarse de que la imagen de la muestra se muestra en el centro de la pantalla de la cámara.
   7. Inicie la adquisición de deformación SDU del software V2.0 (o equivalente) para supervisar la deformación circunferencial de la briqueta. Haga clic en Inicio.
   8. En WinWdw, haga clic en Nueva muestra y escriba la altura y el diámetro de la briqueta, haga clic en Área seccional y, a continuación, haga clic en Confirmar. Haga clic en Forzar rango para establecer la fuerza máxima en 5 kN, y haga clic en Restablecer para borrar el valor de desplazamiento.
   9. Haga clic con el botón izquierdo en la opción Velocidad de carga de desplazamiento y establezca la relación de movimiento en 1 mm/min. Haga clic en Iniciar para comprimir la muestra. Al mismo tiempo, pulse el botón Inicio de la cámara para iniciar la grabación de vídeo.
   10. Cuando la muestra falla totalmente, haga clic en Detener y Guardar datos , en ese orden, en winWdw y SDU deformación de adquisición V2.0. Pulse de nuevo el botón Inicio de la cámara para detener la grabación de vídeo.
   11. Repita el paso 2.2.8 para liberar CO₂ en la cámara del recipiente. Desconecte los conectores de aviación para el sensor de presión de gas y el aparato de prueba de deformación circunferencial.
   12. Haga clic con el botón izquierdo en la opción Velocidad de carga de desplazamiento en WinWdw. Ajuste la relación de movimiento a 10 mm/min. Pulse el botón Arriba del mando a distancia de la máquina de pruebas universal. Cuando el pistón de carga del recipiente esté alrededor de 2-3 mm por encima de la briqueta, saque la briqueta y retírela del rodillo de la cadena.
   13. Desmontar la herramienta de conexión entre los pistones. Limpie el recipiente visualizado con una aspiradora.
4. Terminación
   1. Basándose en la curva de deformación axial de tensión y la curva de deformación circunferencial obtenida de la adquisición de deformación Deformation V2.0de WinWdw y SDU, calcule la deformación unitaria de volumen de la muestra con la siguiente ecuación.
      
      En este documento, - tensión de volumen; • tensión axial; • tensión circunferencial.
   2. Obtenga la resistencia máxima de la curva de tensión axial. La tasa de reducción de la fuerza se calcula de la siguiente manera.
      
      En este caso, la tasa de reducción de la fuerza; • resistencia máxima de la muestrabajo una presión diferente de CO 2; • máxima de la concentración de la muestra en el aire atmosférico.
   3. Calcule el módulo elástico utilizando la etapa lineal en la curva de tensión axial de acuerdo con la siguiente ecuación.
      
      En este caso, el módulo elástico de la muestra; • incremento de tensión de la etapa lineal (en el megapascal); • incremento de tensión de la etapa lineal. Calcule la tasa de reducción del módulo elástico de la siguiente manera.
      
      En este caso, - tasa de reducción de módulo elástico, - módulo elástico de la muestra bajo una presión diferente de CO₂; • módulo elástico de la muestra en el aire atmosférico.
   4. Seleccione fotos de muestra durante la prueba y las estadísticas que cubren el área utilizando un programa (por ejemplo, escrito en MATLAB) de acuerdo con el método de dimensión de recuento de cajas.
      
      En este caso, - número de rejilla para cubrir el área de fractura en la longitud lateral de la cuadrícula cuadrada de ; • una constante; • dimensión fractal; • longitud lateral de la cuadrícula cuadrada. El tamaño mínimo de la cuadrícula es igual al tamaño de píxel de esta prueba.
      1. Calcule el coeficiente de correlación de acuerdo con la siguiente ecuación.
         
         En este documento, el coeficiente de correlación; • covarianza de y ; • varianza de ; • varianza de .

Resultados

La masa media de la muestra de briqueta fue de 230 g. Dependiendo del análisis industrial, la briqueta presentaba un contenido de humedad del 4,52% y un contenido de cenizas del 15,52%. Además, el contenido volátil fue de aproximadamente el 31,24%. Como el humate de sodio se extrajo del carbón, los componentes de la briqueta eran similares al carbón crudo. Las características físicas se visualizan en la Tabla2.

Discusión

Teniendo en cuenta el peligro del gas de alta presión, algunos pasos críticos son importantes durante la prueba. Las válvulas y los anillos O deben inspeccionarse y reemplazarse regularmente, y no se debe permitir ninguna fuente de ignición en el laboratorio. Cuando se utiliza la válvula de regulación de presión manual, el experimentador debe girar la válvula lentamente para hacer que la presión en el recipiente visualizado aumente gradualmente. No desmonte el recipiente durante la prueba. Cuando el experimento ...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
3Y-Leica MPV-SP photometer microphotometric system	Leica,Germany	M090063016	Used for vitrinite reflectance measurement
Automatic isotherm adsorption instrument	BeiShiDe Instrument Technology (Beijing)CO.,Ltd.	3H-2000PH	Isothermal adsorption test
Electro hydraulic servo universal testing machine	Jinan Shidaishijin testing machine CO.,Ltd	WDW-100EIII	Used to provide axial pressure
Gas pressure sensor	Beijing Star Sensor Technology CO.,LTD	CYYZ11	Gas pressure monitoring
Gas tank(carbon dioxide/helium)	Heifei Henglong Gas.,Ltd		Gas resource
high-speed camera	Sony corporation	FDR-AX30	Image monitoring
Incubator	Yuyao YuanDong Digital Instrument Factory	XGQ-2000	Briquette drying
jaw crusher	Hebi Tianke Instrument CO.,Ltd	EP-2	Coal grinding
Manual pressure reducing valve	Shanghai Saergen Instrument CO.,Ltd	R41	Outlet gas pressure adjustment
Proximate Analyzer	Changsha Kaiyuan Instrument CO.,Ltd	5E-MAG6700	Coal industrial analysis
Resistance strain gauge	Jinan Sigmar Technology CO.,LTD	ASMB3-16/8	Poisson ratio measurement
Sieve shaker (6,16mesh)	Hebi Tianguan Instrument CO.,Ltd	GZS-300	Coal powder shelter
Soft pipe	Jinan Quanxing High pressure pipe CO.,Ltd		Inner diameter=5 mm maximal pressure=30 MPa
Standard rock sample circumferential deformation test apparatus	Huainan Qingda Machinery CO.,Ltd		Circumferential deformation acquisition
Strain controlled direct shear apparatus	Beijing Aerospace Huayu Test Instrument CO.,LTD	ZJ-4A	Tensile strength, cohesion, internal friction angle measurement
Vaccum pump	Fujiwara,Japan	750D	Used to vaccumize the vessel
Valve	Jiangsu Subei Valve Co.,Ltd	S4 NS-MG16-MF1	Gas seal
Visual loading vessel	Huainan Qingda Machinery CO.,Ltd		Instrument for sample loading and real-time monitoring