压缩荷载下泥岩裂缝演化规律的CT试验研究

发布时间：2017-08-22 14:49

  本文关键词：压缩荷载下泥岩裂缝演化规律的CT试验研究

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【摘要】：裂缝的演化与空间展布规律是影响泥岩盖层密闭效果的关键因素。为研究泥岩失稳破坏过程中裂纹的萌生、扩展和汇集贯通等演化规律,针对龙马溪组泥岩进行了单轴压缩下的同步CT扫描试验,通过裂纹面积的变化特征及裂纹结构的分形特性,探讨了不同加载水平下裂纹的演化规律,从细观尺度揭示了泥岩裂纹演化与宏观变形特性的关系。研究结果表明:泥岩CT图像灰度频率及裂纹面积的变化均可反映裂纹的演化特征。荷载水平(即当前荷载与峰值荷载之比)为0~20%时,裂纹面积迅速增加,裂纹开始萌生,但由于受到闭合效应的抑制,相对并不活跃;荷载水平(当前荷载与峰值荷载之比)为20%~65%时,裂纹面积变化不大,裂纹萌生效应和闭合效应同时进行,且作用大致相抵,泥岩进入稳定承压阶段;荷载水平为65%~85%时,裂纹面积陡然增加,裂纹进入扩展及汇集贯通阶段,而荷载水平为65%时的突然跳跃,表明裂纹从萌生闭合到扩展过渡具有突发性和瞬时性。随着荷载的继续增加,泥岩内部结构呈复杂化、混乱化的变化趋势,且裂纹从外向内逐渐贯通。裂纹分形维数呈现的增长 下降 再增长 再下降的波状变化规律,是裂纹萌生、闭合、扩展和归并等相互转化的结果。
【作者单位】： 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室;
【关键词】： 泥岩 裂缝演化 CT扫描 裂纹面积 分形维数
【基金】：国家自然科学基金资助项目(No.51104144) 国家重点基础研究发展计划(973计划)(No.2010CB226701)
【分类号】：TU45
【正文快照】： 1引言在油气地质领域,泥岩具有多重身份,既可作烃源岩,又可充当储层,还是主要的盖层之一。作为构成油气聚藏的重要条件,具有低渗透性质的盖层能够阻止油气向上逸散,有效盖层的存在也是天在盖层中,作为没有明显位移的断裂、裂缝的存在破坏了地层的完整性,进而严重影响盖层的密

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘京红;姜耀东;赵毅鑫;祝捷;;基于CT图像的岩石破裂过程裂纹分形特征分析[J];河北农业大学学报;2011年04期

2 彭瑞东;杨彦从;鞠杨;毛灵涛;杨永明;;基于灰度CT图像的岩石孔隙分形维数计算[J];科学通报;2011年26期

3 谢和平;岩土介质的分形孔隙和分形粒子[J];力学进展;1993年02期

4 王梦蔚;卢广达;黄丹;;基于CT扫描试验及数字图像处理的混凝土宏细观建模研究[J];混凝土;2014年11期

5 贾利春;陈勉;孙良田;孙志宇;张伟;朱千千;孙振;金衍;;结合CT技术的火山岩水力裂缝延伸实验[J];石油勘探与开发;2013年03期

6 朱红光;谢和平;易成;刘征;刘慧欣;王洪涛;;岩石材料微裂隙演化的CT识别[J];岩石力学与工程学报;2011年06期

7 彭瑞东;武志德;周宏伟;左建平;;层状盐岩中裂纹扩展规律的细观实验研究[J];岩石力学与工程学报;2011年S2期

8 李建胜;王东;康天合;;基于显微CT试验的岩石孔隙结构算法研究[J];岩土工程学报;2010年11期

9 王彦琪;冯增朝;郭红强;赵东;;基于图像检索技术的岩石单轴压缩破坏过程CT描述[J];岩土力学;2013年09期

10 杨永明;鞠杨;陈佳亮;高峰;;三轴应力下致密砂岩的裂纹发育特征与能量机制[J];岩石力学与工程学报;2014年04期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李艳茹;梁运江;许广波;安金花;;分形理论及其在土壤物理学上的应用[J];安徽农业科学;2006年20期

2 王皓;高洁;傅旭东;王光谦;巩同梁;;高山深谷地区的水文模拟——以拉萨河流域为例[J];北京师范大学学报(自然科学版);2010年03期

3 刘阳;贾俊超;王磊;;多孔结构孔隙特征的分形研究[J];河南城建学院学报;2011年01期

4 徐平;杨昆;于英华;;泡沫铝微结构的分形特征及与孔隙率的关系研究[J];材料导报;2011年22期

5 陈洪凯，祝江林，张永兴，，祝小寅;三峡工程永久船闸断裂构造分布的分形特性及其意义[J];重庆交通学院学报;1996年S1期

6 郁可，郑中山;粉体粒度分布的分形特征[J];材料研究学报;1995年06期

7 黄英,符必昌,李琴书,付君蕖;垂直剖面上玄武岩红土的分形结构[J];大坝观测与土工测试;2001年02期

8 潘国耀,毛若卿,袁坚;分形几何渗流理论在胶凝材料若干领域中的应用[J];硅酸盐建筑制品;1996年01期

9 周宏伟,于广明;土体物理参数及空间构形的分形研究[J];阜新矿业学院学报(自然科学版);1997年06期

10 王恩元,何学秋;煤层孔隙裂隙系统的分形描述及其应用[J];阜新矿业学院学报(自然科学版);1996年04期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 邸小波;奚正平;汤慧萍;朱纪磊;廖际常;;多孔材料孔结构分形维数的研究现状[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（10）[C];2007年

2 谢和平;周宏伟;陈忠辉;;矿山非线性岩石力学的研究与展望[A];世纪之交的煤炭科学技术学术年会论文集[C];1997年

3 程子峰;王飞;何云腾;汪虎;苏传尚;;煤岩加载变形过程的CT实验研究[A];北京力学会第20届学术年会论文集[C];2014年

4 苑伟娜;李晓;赫建明;李守定;成国文;李腾飞;;土石混合体变形破坏结构效应的CT试验研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所2013年度（第13届）学术论文汇编——工程地质与水资源研究室[C];2014年

5 梁天成;付海峰;刘云志;卢拥军;;大尺度水力压裂模拟实验裂缝诊断技术研究[A];2014年全国射线数字成像与CT新技术研讨会论文集[C];2014年

6 杨学峰;周国妍;彭瑞东;;基于CT扫描的孔隙材料体应变测试分析[A];北京力学会第21届学术年会暨北京振动工程学会第22届学术年会论文集[C];2015年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 陶高梁;岩土多孔介质孔隙结构的分形研究及其应用[D];武汉理工大学;2010年

2 罗良;非对称分叉网络及分形多孔介质流动特性研究[D];华中科技大学;2011年

3 袁群;老化病害混凝土结构质量评估及粘结加固中的基础问题研究[D];大连理工大学;2000年

4 韩爱果;坝基岩体质量量化分级及图形展示[D];成都理工大学;2002年

5 代高飞;岩石非线性动力学特征及冲击地压的研究[D];重庆大学;2002年

6 程世庆;钙基脱硫剂微观结构特性与流化床燃烧脱硫试验研究[D];浙江大学;2003年

7 刘妮;钙基脱硫剂反应性能评价体系及反应机理的研究[D];浙江大学;2002年

8 孙可明;低渗透煤层气开采与注气增产流固耦合理论及其应用[D];辽宁工程技术大学;2004年

9 孙业志;振动场中散体的动力效应与分形特征研究[D];中南大学;2002年

10 张东明;岩石变形局部化及失稳破坏的理论与实验研究[D];重庆大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张建波;混凝土孔隙分形特征表征氯离子渗透性能研究[D];中国建筑材料科学研究总院;2010年

2 张丽华;基于分形的土壤非均匀流的试验研究与数值模拟[D];昆明理工大学;2010年

3 刘德虎;S233公路项目水土保持效果评价[D];山东农业大学;2011年

4 何浩宇;岩石力学特性与其声发射分形维关系研究[D];武汉理工大学;2011年

5 李明波;大渡河大岗山水电站左岸坝肩岩体渗透结构模型分析[D];成都理工大学;2011年

6 詹卫华;土壤水力特性分形特征的研究[D];中国农业大学;2000年

7 阮沈勇;金沙江溪洛渡水电站工程坝肩抗滑稳定侧裂面工程地质性状研究[D];成都理工学院;2001年

8 巨能攀;溪洛渡水电站坝肩抗力体抗滑稳定性分析[D];成都理工学院;2001年

9 刘敬福;钢纤维增强聚合物矿物复合材料（SFPMC）研究[D];辽宁工程技术大学;2002年

10 陈蕴生;单轴压缩条件下非贯通裂隙介质损伤演化特征的试验研究[D];西安理工大学;2002年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 蒲毅彬;CT用于冻土实验研究中的使用方法介绍[J];冰川冻土;1993年01期

2 任建喜,罗英,刘文刚,李新虎;CT检测技术在岩石加卸载破坏机理研究中的应用[J];冰川冻土;2002年05期

3 敖波;赵歆波;张定华;徐夏刚;王唤抒;;裂纹缺陷体积百分数与CT数的关系分析[J];CT理论与应用研究;2006年02期

4 丁卫华;雷曼;郭锐;;混凝土CT图像的几何校正[J];CT理论与应用研究;2012年02期

5 宋卫卫;苏铁明;欧宗瑛;赵德伟;王卫明;韩军;;基于CT图像反求技术的人体股骨头修复建模[J];大连理工大学学报;2009年02期

6 郭丽萍;Andrea Carpinteri;孙伟;秦文超;;基于三维微焦点CT图像对高性能混凝土内部缺陷的测量和分析(英文)[J];Journal of Southeast University(English Edition);2009年01期

7 丁卫华,仵彦卿,蒲毅彬,崔中兴,曹广祝;X射线岩石CT的历史与现状[J];地震地质;2003年03期

8 毛灵涛,薛茹,安里千;MATLAB在微观结构SEM图像定量分析中的应用[J];电子显微学报;2004年05期

9 刘新荣;钟祖良;;用于核废料处理的岩盐溶腔力学特性[J];重庆大学学报(自然科学版);2007年10期

10 班凡生;高树生;单文文;;夹层对岩盐储气库水溶建腔的影响分析[J];辽宁工程技术大学学报;2006年S1期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 吕兆兴;孔隙裂隙双重介质逾渗理论及应用研究[D];太原理工大学;2008年

2 田威;混凝土损伤演化的CT研究及其在细观数值模拟中的应用[D];西安理工大学;2009年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 姚远;;利用CT扫描研究干湿循环泥岩软化过程[J];工程勘察;2014年06期

2 雷胜友,唐文栋,王晓谋,戴经;原状黄土损伤破坏过程的CT扫描分析[J];兰州理工大学学报;2004年04期

3 蒲毅彬,吴紫汪,马巍,常小晓,廖全荣;冻土CT实验的数学方程[J];冰川冻土;1995年S1期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 吴康翠;;CT扫描中的若干问题的探讨[A];2002全国土家族苗族医药学术会议论文专辑[C];2002年

2 刘海宽;高佚名;顾乃谷;黄卫琴;王凤仙;王力;吴锦海;;用蒙特卡罗方法模拟计算CT扫描所致红骨髓剂量[A];中国核科学技术进展报告（第二卷）——中国核学会2011年学术年会论文集第5册（辐射防护分卷、核化工分卷）[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 徐宗恒;植被发育斜坡非饱和带土体大孔隙研究[D];昆明理工大学;2014年

本文编号：719750