摘要

为研究寒区遭受冻融作用的石膏质岩石的细观和微观孔隙结构损伤特性,以硬石膏岩为研究对象,基于核磁共振试验,获得了硬石膏岩在冻融循环作用下的孔隙度、孔径和孔喉分布特征;结合分形理论,推导了岩石孔径和孔喉分形维数的计算公式,探讨了冻融循环作用对硬石膏岩孔隙结构分形维数的影响规律;建立了不同孔隙结构及孔隙分形维数与孔隙度之间的关系,揭示了对孔隙度影响程度较大的孔隙结构类型。结果表明:冻融循环作用下硬石膏岩的孔径呈“三峰”型分布,随着冻融次数的增加,硬石膏岩微孔(r ≤ 0.1 μm)、PT-Ⅰ (0 ~ 0.1 μm)孔喉、孔隙分形维数(DP)和孔喉分形维数(DPT)呈指数型递减,而中孔(0.1 μm<r<1 μm)、大孔(r≥1 μm)、PT-Ⅱ (0.1 ~ 4 μm)孔喉和孔隙度则呈指数型递增;冻融循环作用下,规模较大的孔隙、规模较小的孔喉以及孔喉分形维数对硬石膏岩孔隙度的影响程度较大。