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题名承压破碎岩石非Darcy渗流的渗透特性试验研究
被引量：46
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作者
李顺才
缪协兴
陈占清
茅献彪
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机构
徐州师范大学机电工程学院
中国矿业大学理学院
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出处
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2008年第4期85-92,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(50574090,50674087)
教育部博士学科点专项基金项目(20060290504)
江苏省自然科学基金项目(BK2007029)
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文摘
地下工程中的破碎岩石在渗流过程中其结构发生两方面变化,一方面由于水压的作用引起孔隙结构发生变化,另一方面固体材料之间的接触应力造成棱角破损。因此,承压破碎岩石的渗流不同于自然堆放状态下的堆石渗流,其渗透特性随着位移或载荷的变化而产生显著变化。基于MTS815.02型岩石力学试验系统及破碎岩石渗透仪,利用稳态渗透法及轴向位移控制法测定了粒径分别为5mm―10mm、10mm―15mm、15mm―20mm、20mm―25mm以及混合粒径的破碎砂岩、煤矸石及灰岩在承压过程中非Darcy流的渗透特性,给出了岩样在不同轴向位移水平下的孔压梯度与渗流速度关系曲线,得到了渗透特性随孔隙率的变化规律,揭示了Darcy流偏离因子可能为负的现象。研究表明:1)随着孔隙率的减少,渗透率呈现整体下降的趋势,而Darcy流偏离因子的绝对值呈现整体上升的趋势;2)破碎岩石的渗透性不仅和外载水平及当前孔隙度有关,还与碎石的粒径、颗粒的排列方式以及初始孔隙结构(如初始孔隙通道)等有关;3)三种破碎岩石渗透率的量级为10-16m2―10-12m2,Darcy流偏离因子的量级为1012kg/m4―1015kg/m4;4)当颗粒的破碎细化现象严重时,Darcy流偏离因子出现负值的可能性较大。
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关键词
承压破碎岩石
非darcy渗流
渗透特性
darcy流偏离因子
试验研究
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Keywords
confined broken rock
non-darcy flow
permeating property
coefficient of deviating from darcyflow
testing study
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分类号
TU452
[建筑科学—岩土工程]
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