不同热处理温度下红层泥岩的失重-膨胀机制研究

摘要：

为了研究川东上沙溪庙组红层泥岩在不同热处理温度下的质量、裂隙、孔隙、微观结构及膨胀性能的变化规律,开展不同温度热处理实验,采用场发射电子显微镜、N2吸附孔隙测定及数字化放射影像实验(DR),对热处理岩样的微观结构差异性、细观孔隙特征及宏观裂隙发育规律进行研究,获取岩样烘干过程的质量变化与膨胀规律,以揭示热处理对泥岩膨胀机制的影响.结果表明:(1)随着热处理温度的升高,岩样质量损失呈现快速失水-缓慢失水及缓慢失水2种模式,上沙溪庙组红层泥岩中水分完全排出需要＞130℃的热处理温度;(2)高温热处理出现黏土矿物层间张开及沿层断裂的现象,而低温热处理多为层内断裂,热处理温度对热处理后宏观裂隙的贡献度低于原生裂隙;(3)随着热处理温度的降低,孔隙内0.5～2nm的细小颗粒明显增多,在110℃时该颗粒物数量达到峰值.热处理温度对微观孔隙尺寸影响明显,与天然状态的孔隙单峰分布相比,高温热处理后孔隙分布呈现双峰的规律;(4)低温处理下呈现出宏观裂隙控制型,而高温处理下呈现出宏观裂隙-微观孔隙控制型的膨胀模式,且提高热处理温度可显著提高快速膨胀阶段的曲线斜率及最终膨胀量.研究结果揭示了不同热处理温度处理下微观结构-孔隙特征、宏观裂隙发育规律及热处理温度对膨胀特性的影响,同时可预判已知热处理条件下,上沙溪庙组红层泥岩烘干程度,对特定条件下膨胀率最终值的修正提供参考.

关键词：岩石力学、川东红层泥岩、热处理温度、微观结构、孔隙特征、膨胀特性

所属期刊栏目：42

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;成都市重点研发支撑计划;四川省科技创新苗子工程

在线出版日期：2023-05-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：154-167