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摘要
为研究红砂岩在不同高温环境下的力学性质与渗流特性,基于Rock Top多场耦合试验仪,展开静水压力条件和三轴压缩条件下的渗流试验。研究结果表明:(1)不同温度下,渗流上、下游的压差、流量及其渗透率增减变化规律与损伤演化趋势整体上具有一致性,渗流状态分为3个阶段。(2)岩样在损伤应力之前,以压缩变形为主,流体反向溢出,渗流过程中断;进入非稳定破裂发展阶段初期,流量陡增,压力急剧降低,渗透率急增出现伪峰值,后又迅速降低,开始缓慢增长,在残余应力之前出现真峰值。(3)不同温度阈值内,热应力对红砂岩的作用不同,其初始、峰值、峰后渗透率和强度随温度的升高呈先增大后减小,在某一温度阈值(100℃～150℃范围)内,岩石内部裂纹发育状态主要受围压作用控制。(4)岩样在不同温度(100℃,50℃,25℃)、不同渗压梯度下的渗透率随围压的变化服从幂函数变化规律,瞬态法反映出渗透率随围压的变化趋势同稳态法一致。(5)相同渗压梯度下,瞬态法渗透率(10-19 m2)比稳态法(10-21 m2)高出2个量级,反映的岩石渗透率随温度与围压变化的规律是一致的。同一围压下,温度越高,两种方法所测渗透率结果相差越大;相同温度下,岩样在不同渗压梯度下的稳态法渗透率属于同一量级。(6)在高静水压力下,渗压梯度对渗透率影响并不明显,渗透率值趋于稳定,静水应力是影响渗透率的重要原因,温度和渗压梯度对渗透率的影响是有限的,2种方法均显示红砂岩属于典型低渗类岩石。
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