冻融作用下岩石孔隙扩展演化特征研究北大核心CSCD     

宋勇军李晨婧毕冉张琨周月韩冬阳 《冰川冻土》2023,(3):1116-1127

为探究岩石在冻融循环作用下的裂隙演化特征,利用CT扫描技术,获取不同冻融次数岩石的三维图像,并通过孔隙网络模型参数进行定量表征,研究岩石随冻融循环的裂隙形貌演化过程,以及孔隙结构随冻融次数的变化。结果表明:完整岩石冻融微裂隙主要集中在岩石外围,呈环形片状;而裂隙岩石冻融产生的微裂隙主要存在于预制裂隙周围和岩桥区域,且分布范围更广。冻融循环作用后,完整与裂隙岩石的PNM中各类孔隙变化特征不一。前者孔隙数量减少,小孔占比逐渐减小,中大孔占比增大,孔隙分布位置较为均匀;后者孔隙数量增加,但中孔占比减小,大孔占比迅速增大且主要集中在岩心上下端面。在冻融过程中,岩石各类孔喉结构主要参数均呈增长趋势,裂隙岩石孔喉网络发育更剧烈,冻融结束后其最大喉道半径增长幅度约为完整岩石的2倍。在冻融前期,冻融循环作用主要促进岩石孔隙相互连通,后期主要表现为孔喉加速扩张,且裂隙岩石孔隙率增长速率均大于完整岩石。研究结果可为寒区岩体破坏机理及灾害防治提供参考。  相似文献   

颗粒膨胀对膨润土复合衬垫防渗性能的影响及介观机制分析     

侯娟  张金榜  孙银玉  孙瑞  刘飞禹 《岩土力学》2023,(10):3039-3048

膨润土复合衬垫(geosynthetic clay liners,GCL)的防渗性能与膨润土颗粒水化后的多孔介质特性密切相关。通过建立去离子水环境下颗粒尺度GCL渗流的COMSOL数值计算模型,量化研究了颗粒膨胀对GCL有效孔隙率、迂曲度以及渗透系数的影响。研究结果表明,介观尺度膨润土颗粒的膨胀是影响GCL整体有效孔隙率、迂曲度及最终渗透系数的关键因素。膨润土颗粒膨胀会明显影响流径数量及流径通道宽度。当GCL的渗透系数接近10^-11 m/s量级时,存在一条明显的主流径,初始孔隙率从0.5上升至0.6时,颗粒膨胀后的有效孔隙率从0.07上升至0.11,最小流径通道的宽度约为0.001 mm,大约为水分子的2 500倍。随着膨润土颗粒的膨胀,GCL内主流径迂曲度逐渐增加。当初始细颗粒直径为0.1 mm,初始孔隙率从0.5增加至0.6时,GCL内主流径迂曲度在1.2～1.4之间,但所有初始孔隙率下的主流径迂曲度变化范围在0.07左右。同时,渗透系数接近10^-11 m/s量级时,膨润土颗粒膨胀对GCL渗透系数的影响非常显著,当孔隙膨胀率大于0.96后...  相似文献   

基于DIC分析的含石量对碎石土边坡稳定性影响     

陆烨  黄越川 《中国地质灾害与防治学报》2023,(4):49-57

为了研究含石量对碎石土边坡稳定性的影响,对不同含石量的边坡进行了模型试验。模型试验中结合数字图像关联技术DIC,分析了边坡全场和局部场的土体变形。研究发现含石量对碎石土边坡的承载力和变形特性具有显著的控制效果,并且根据极限承载力发现含石量存在两个阈值,分别为20%和70%。对局部土体的变形规律和碎石的运动行为进行分析,发现在剪切过程中,局部土体出现剪胀效应,剪切带内孔隙率会明显增加。通过对局部土体中碎石及其周边砂颗粒的追踪,发现碎石会影响剪切带的发展,从而总结出5种剪切带绕石模式：单边绕石模式、分叉模式、穿石和分叉复合模式、分叉和单边绕石及穿石复合模式、单边绕石和穿石复合模式。研究成果可为进一步了解碎石土边坡失稳的内在机理提供相关参考。  相似文献   

地下孔隙率和渗透率在空间和时间上的变化及影响因素   总被引：18，自引：5，他引：18  

黄思静  侯中健 《沉积学报》2001,19(2):224-231

地下岩石孔隙率和渗透率在空间和时间上的变化受众多因素控制,总的说来,包括沉积与成岩两个最为主要的因素。沉积盆地的性质和沉积环境控制了沉积物的组成、岩石的结构和原生孔隙。沉积作用所经历的时间相对较短而进程较快;成岩作用所经历的时间相对较长而进程较慢。从对孔隙率和渗透率的控制作用来说,成岩作用的研究难度相对较大。近年来,一些传统的形成地下岩石次生孔隙的机制受到挑战,这些传统机制中最为主要的是有机酸对铝硅酸溶解形成次生孔隙,但这会造成介质pH值的升高,碳酸盐矿物和高岭石的沉淀。地下岩石中碳酸水溶解产生的次生孔隙也是有限的。新的机制如大气淡水的溶解作用,深部冷却地下水的溶解作用,硅酸盐的水解都得到了人们的普遍接受,这对于次生孔隙成因的解释及地下岩石孔隙率和渗透率的预测十分重要。对于碳酸盐岩来说,与不整合面附近的古喀斯特有关的油气藏得到了更多的关注。深埋藏过程中碳酸盐岩成岩作用的研究中,温度和压力的影响对不同碳酸盐矿物溶解及沉淀作用的差异性控制了地下碳酸盐岩孔隙率和渗透率分布.  相似文献   

抽水试验中常遇问题的分析   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

陈小烽 《探矿工程》2001,(5):43-43,51

分析了水利水电工程钻孔抽水试验工作中如何选择抽水设备、确定抽水孔结构、过滤管孔隙率和滤网孔眼的大小。  相似文献   

岩石中裂纹孔隙率的实验测定     

刘新美  杨玉荣  耿乃光  刘晓红  郝晋升 《中国地震》2001,17(3):317-321

岩石中的孔隙按形状划分，可以大致分成孔洞和裂纹两类。孔洞的纵横比大，形状近似于球形，它与油气储藏有密切关系。孔洞孔隙度是岩石孔隙度的主要贡献。裂纹纵横比小，形状细长，它所造成的孔隙度是岩石总孔隙度的一小部分。但是岩石中裂纹的存在和裂纹孔隙度的变化，对于岩石的各向异性和S波的分裂有重要的影响。本文利用两类不同形状孔隙对流体静压力的不同响应，利用改变流体静压力的实验对岩石中的裂纹孔隙率进行了测定；实验得到的裂纹孔隙率和岩石裂纹的闭合压力，为了解岩石各向异性、S波分裂以及地壳动力学提供了基础数据。  相似文献   

根据纵波速度估计砂岩的岩石学参数     

刘盛东  胡优生 《安徽地质》1996,(1)

根据以细砂岩为主的２４５个岩样纵波传播速度及其多项岩石学参数的测试结果，建立了波速与有效孔隙率、中间粒度值、基质含量和胶结物含量等参数间的回归关系式。并通过波速与各单项参数间的相关程度分析，确定了有效孔隙率是影响纵波速度的最显著参数。  相似文献   

关于两相介质动力学问题建模的注记   总被引：2，自引：2，他引：2  

陈少林  廖振鹏 《地震工程与工程振动》2002,22(4):1-8

本以清楚的物理概念、依据经典力学原理建立了两相介质完整的动力学非线性方程组。然后，阐明了将此方程组线性化的条件：孔隙率、密度随空间的变化远小于它们在该处随时间的变化；孔隙率、密度的变化所引起的位移和孔压等量的变化可以忽略不计。在此条件下，位移、孔压等变量与孔隙率和密度变量解耦，可独立地进行求解，澄清了Biot等模型中隐含的矛盾，即孔隙率和密度不变与孔隙流体可压缩和骨架可变形之间的矛盾。最后，通过比较几种常用的模型，指出它们之间的主要匹配在于本构关系和连续性方程，且土力学模型是Biot模型和Zienkiewicz模型的特例。  相似文献   

平面P波在饱和半空间中洞室周围的散射(I):解析解   总被引：1，自引：0，他引：1  

梁建文  巴振宁  Vincent W.Lee 《地震工程与工程振动》2007,(1)

利用波函数展开法给出了入射平面P波在饱和半空间中圆形洞室周围散射问题的一个解析解。半空间假定为无粘性流体饱和介质,满足Biot理论。采用一种基于实验数据的孔隙率和模量之间的线性关系来确定Biot模型中的介质参数。解答考虑了透水边界和非透水边界两种情况。对边界条件进行了数值检验,结果表明,随着级数截断项数的增大,边界残量衰减很快。解答为进一步研究入射波频率和角度、边界渗透条件、孔隙率、泊松比等参数对散射的影响奠定了基础。  相似文献   

破碎砂岩渗透特性与孔隙率关系的试验研究   总被引：5，自引：0，他引：5  

黄先伍  唐平  缪协兴  陈占清 《岩土力学》2005,26(9):1385-1388

利用一种专利装置与MTS815.02型岩石力学试验系统,进行了破碎砂岩的稳态渗透试验,得到了不同孔隙率下破碎砂岩的渗透率和非Darcy流 因子。通过线性回归得到了渗透率、非Darcy流 因子与孔隙率之间的关系。认为破碎岩石的渗透特性主要是由孔隙率决定的,孔隙率不仅与当前的应力有关,更取决于加载历史。研究表明,水在破碎砂岩中的渗流一般不服从Darcy定律,而服从Forchheimer关系,特别是在小孔隙率下,非Darcy性更为突出;渗透率、非Darcy流 因子与孔隙率之间的关系可用幂函数拟合。  相似文献