承压饱和破碎岩石颗粒破碎及渗透率演化特征研究

摘要：

为探求破碎岩体颗粒破碎及渗透率演化规律,对饱和破碎岩石进行侧向受限下的压缩和渗透试验,利用显微CT观察试样内部的孔隙结构形态,引入相对破碎率定量研究岩石颗粒的破碎规律,并分析其与孔隙度和渗透率之间的关系.试验结果表明,颗粒破碎在压实过程中普遍存在并持续改变试样的粒度分布,在轴向应力达到2 MPa时,细小颗粒(0～2.5 mm)大量出现,占最终增加量的44.6％,同时大颗粒(12～15 mm)明显减少,占最终减小量的45.1％;而应力升至12 MPa后,小颗粒(0～2.5 mm和2.5～5 mm)小幅变化,其余各粒径区间内岩石颗粒的质量变化微弱.相对破碎率和渗透率的变化范围分别为0～0.3693和3.48×10-14～67.16×10-14 m2,且两者的变化过程均可分为2个阶段,即当轴向应力小于4 MPa时,相对破碎率快速增大,占总增幅的65.6％～74.1％,渗透率快速减小,占总降幅的84.4％～91.1％;而当轴向应力大于4 MPa时,相对破碎率缓慢增大并趋于稳定,渗透率缓慢减小并趋于稳定.渗透率与相对破碎率之间关系可用二次多项式函数拟合,相对破碎率可作为评估渗透率的有效参量.初始粒径配比对渗透率有明显影响,在相同轴向应力下,Talbot指数越大,渗透率越小;而初始粒径配比对相对破碎率几乎无影响.

关键词：饱和破碎岩石、粒度分布、相对破碎率、渗透率、初始粒径配比

所属期刊栏目：37

分类号：TD315(矿山压力与支护)

资助基金：常州市科技项目;江苏省高等学校自然科学研究项目;江苏省住建系统科技项目;江苏省青蓝工程项目

在线出版日期：2020-07-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：632-638