本文關鍵詞：高溫影響下花崗巖孔徑分布的分形結構及模型

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【摘要】：溫度是影響巖石物理性質(zhì)的重要因素,為了探究溫度對巖石孔徑分布的影響規(guī)律,利用壓汞法測試25℃~1 200℃高溫熱處理后花崗巖樣品的孔隙特征,并研究了不同高溫影響下巖石孔隙的分形結構和孔隙率演化模型。結果表明:(1)隨著溫度的升高,巖石孔隙率呈指數(shù)增加,500℃~800℃是巖石孔隙結構變化的閾值溫度區(qū)間,500℃之前孔隙率增長較緩慢,增長幅度約50%,之后孔隙率大幅增加3~5倍;(2)溫度升高所導致的巖石新孔隙以孔徑1~10μm的中孔為主,低于500℃時中孔占15%左右,而后穩(wěn)步上升,800℃時大幅增加至28.24%,1 000℃以后又增至40%以上,體積增長了11.8倍,這將導致巖石防滲阻滲能力大大減弱;(3)各溫度下巖石孔隙分布均具有良好的統(tǒng)計分形特性,孔隙分形維數(shù)在2.99~3.00范圍,隨溫度升高,分形維數(shù)降低,且溫度越高,降低幅度越大,表明孔隙均勻性增加;(4)基于理想Menger海綿的Friesen模型預測各孔徑下累計孔隙率演化誤差較大,而張季如和陶高梁模型對不同高溫巖石孔徑分布具有良好的預測精度。研究結果將為高放核廢料深層地下存儲、地熱開發(fā)等高溫巖石工程設計及施工提供科學依據(jù)。
【作者單位】： 中國礦業(yè)大學深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室;中國礦業(yè)大學力學與建筑工程學院;南通大學建筑工程學院;
【關鍵詞】： 巖石力學 高溫巖石 孔徑分布 分形 壓汞試驗 孔隙率
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51604260) 國家重點研發(fā)計劃(2016YFC0600705) 中國博士后科學基金資助項目(2016T90519)~~
【分類號】：TU45
【正文快照】： 1引言巖石內(nèi)存在著大量幾何不規(guī)則、跨尺度分布的孔隙或裂隙[1],常被看作是一種多孔介質(zhì),其中孔隙尺寸、體積、分布、連通度等結構特征對巖石的物理、力學性質(zhì)及工程響應特性有重要影響,如巖石抗拉強度[2]、彈性模量與泊松比[3]、熱傳導性[4]、滲透性[5]、電導率[6]、氣體吸附，

本文編號：693289