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题名承压饱和破碎岩石颗粒破碎及渗透率演化特征研究
被引量：11
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作者
郁邦永
潘书才
魏建军
岳翎
郭静那
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机构
常州工程职业技术学院建筑工程学院
中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
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出处
《采矿与安全工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第3期632-638,共7页
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基金
常州市科技项目(CJ20190020)
江苏省高等学校自然科学研究项目(18KJB440002)
+1 种基金
江苏省住建系统科技项目(2017ZD169,2018ZD199)
江苏省青蓝工程项目
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文摘
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3.48×10-14~67.16×10-14m2,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。
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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
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Keywords
saturated crushed rock
particle size distribution
relative breakage
permeability
initial gradation
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分类号
TD315
[矿业工程—矿井建设]
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