天然氣水合物俗稱“可燃冰”，是一種儲(chǔ)量巨大的高效清潔能源�？碧劫Y料顯示，我國(guó)沿海海底含有豐富的天然氣水合物資源，僅南海海域的天然氣水合物資源量就達(dá)700億噸，相當(dāng)于我國(guó)已探明的天然氣總資源量的二分之一。我國(guó)于2017年5月首次海域天然氣水合物（可燃冰）試采成功，這標(biāo)志我國(guó)的天然氣水合物開發(fā)利用走在世界前列，但相關(guān)技術(shù)方法目前尚不能滿足商業(yè)開采的需要。 近年來，中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)學(xué)習(xí)所學(xué)習(xí)員韋昌富科研團(tuán)隊(duì)圍繞天然氣水合物開采中的相關(guān)巖土力學(xué)與工程中的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題，開展了含天然氣水合物土的力學(xué)與工程特性方面的學(xué)習(xí)，取得了系列學(xué)習(xí)成果：（1）通過自行研制含天然氣水合物相平衡關(guān)系測(cè)試儀、含氣體水合物沉積物模擬裝置、含天然氣水合物土高壓三軸儀、含天然氣水合物沉積物核磁共振系統(tǒng)等實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，率先在國(guó)內(nèi)建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的含天然氣水合物沉積物物理力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)與測(cè)試平臺(tái)；(2) 實(shí)驗(yàn)方法技術(shù)方面，基于氣體在溶液中的超飽和原理，采用低溫超飽和水循環(huán)方式，解決了模擬海底擴(kuò)散模式含水合物沉積物的室內(nèi)快速形成制樣的關(guān)鍵問題。利用核磁共振方法對(duì)土樣孔隙中四氫呋喃、二氧化碳水合物相變過程進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，初步掌握與探索出沉積物中水合物含量的核磁共振測(cè)試方法與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水合物生成和分解過程中孔隙水賦存狀態(tài)的精細(xì)探測(cè)；(3) 在實(shí)驗(yàn)與理論學(xué)習(xí)方面，通過測(cè)得了純二氧化碳水合物與不同干密度為粉土中CO2水合物的相平衡條件，分析學(xué)習(xí)了不同干密度粉土對(duì)水合物相平衡條件影響特征，探明了沉積物對(duì)水合物相變影響特征。進(jìn)一步地在傳統(tǒng)的van der Waals-Platteeuw相平衡模型基礎(chǔ)上，提出了能考慮沉積物孔隙大小及其分布特征的相平衡模型，從而將傳統(tǒng)的水合物相平衡的二維P-T曲線，延伸至表征溫度、壓力與水合物飽和度的三維曲線。（4）開展了含天然氣水合物土試樣的三軸剪切實(shí)驗(yàn)，揭示了含水合物土試樣應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系特征，探索了水合物對(duì)沉積物強(qiáng)度指標(biāo)的影響特征，并建立了基于損傷力學(xué)的含天然氣水合物土的本構(gòu)模型；（5）提出了開采擾動(dòng)下含水合物地層多場(chǎng)耦合問題的全耦合數(shù)值分析方法，開發(fā)了相關(guān)的計(jì)算分析程序，并對(duì)水合物開采過程進(jìn)行模擬。 學(xué)習(xí)成果對(duì)于提升水合物開發(fā)利用技術(shù)水平具有重要的理論與工程意義。以上工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、面上以及青年基金，中科院知識(shí)創(chuàng)新重要方向項(xiàng)目、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)以及巖土力學(xué)與工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資助，已獲國(guó)家專利發(fā)明專利授權(quán)6項(xiàng)，相關(guān)學(xué)習(xí)成果發(fā)表在Applied Magnetic Resonance，Cold Regions Science and Technology， Journal of Petroleum Science Engineering， International Journal for Numerical Methods in Engineering， 巖土力學(xué)、巖土工程學(xué)報(bào)等國(guó)內(nèi)外期刊。
