高静水压力压实作用下疏松砂岩渗透特性演化及其机制

作者：杨福见; 胡大伟^*; 田振保; 周辉; 卢景景; 罗宇杰; 桂树强

来源：岩土力学, 2020, 41(01): 67-77.

DOI：10.16285/j.rsm.2018.2279

• 高静水压力
• 疏松砂岩
• 渗透率
• 潜蚀作用
• 颗粒运移

以江汉盆地水热型地热田疏松砂岩为研究对象,施加静水压力至实测地层应力(12.5MPa),待试样变形稳定后,在恒定渗透流量下研究了疏松砂岩在高静水压力压实作用下渗透特性演化及其机制,为水热型地热田现场尾水回灌过程设备参数的选择提供一些建议。研究结果表明:在高静水压力压实作用下渗透流量(0.5～3.0 mL/min)影响试样达到稳定渗透率的时间,但对最终的稳定渗透率不产生影响,趋于常数4.0×10-3mm2;试样两端压差呈非线性增加,且非线性程度随渗透流速的增加而逐渐增大,但最终趋于稳定。此外,疏松砂岩试样沿渗流方向形成管状潜蚀通道,延伸至试样的约2/3处;基于颗粒运移停止时间及管状潜蚀通道在渗流方向的扩展、延伸长度,定义了不同渗透流速下颗粒平均运移速度,发现颗粒运移速度随渗透流速的增加呈指数形式增大,而且单位时间内通过管状潜蚀通道运移的可移动微小颗粒(小于0.075mm)量随渗透流速的增加而逐渐增多;试样两端压差超过静水压力约1/2时,试样发生潜蚀破坏,上游出现径缩现象。

• 单位
  中国科学院大学; 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司; 长江勘测规划设计研究院; 中国科学院武汉岩土力学研究所