高温作用后岩石裂隙渗流试验及其模型分析
陈辉辉
张小波
姚池
夏祖昊
杨建华
蒋水华
姜清辉
1.南昌大学建筑工程学院,江西南昌,3300312.南昌大学建筑工程学院,江西南昌,3300313.南昌大学建筑工程学院,江西南昌,3300314.南昌大学建筑工程学院,江西南昌,3300315.南昌大学建筑工程学院,江西南昌,3300316.南昌大学建筑工程学院,江西南昌,3300317.南昌大学建筑工程学院,江西南昌,330031
摘要：在油、气能源地下存储、高放核废料地质处理中,岩石的温度和裂隙渗透压力会显著地影响岩石裂隙的渗流性质.当渗透压力梯度逐渐增加时,渗流流量随之增大,使得Darcy流转变为非线性渗流.为研究高温致裂岩石裂隙渗流的基本规律,采用自行研制的温度-应力-渗流多场耦合仪(该系统由围压、轴压和渗透水压3套相互独立的加载部分组成),在1 MPa的围压作用下,对高温作用后的岩样进行不同渗透压下的渗流试验,研究渗流流量与压力梯度的演化规律,并基于三维CT扫描技术对渗流试验后的岩样内部裂隙开度进行逐层检测,获得岩石裂纹开度统计分析以及岩石逐层孔隙率统计分布,能清楚的观测到岩石内部裂隙的网络结构,可为研究岩石多裂隙渗流提供依据.通过Forchheimer方程描述渗流流量与渗透压力梯度的关系,将渗流过程分为Darcy流与非线性渗流2个阶段,并引入非线性因子E,在实际岩体工程中大多定义E=0.1作为线性流和非线性流的分界点,从而求解出临界Davy流的闽值和临界雷诺数.为了研究不同渗透压力下动量相对损失率的大小,采用欧拉数来计算岩石裂隙渗流的动量相对损失率.结果 表明,随着渗透压力的增加,动量相对损失率呈现出先减小后增加的趋势.在某一渗透压力下,欧拉数达到极小值,表明在其压力作用下流体流动的变化率最小,对实际工程中研究高温致裂岩石裂隙渗流具有指导意义.
关键词：岩石裂隙高温作用CT扫描非Darcy流临界雷诺数欧拉数
分类号：TD313(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51762020)国家自然科学基金(51879127)南昌大学研究生创新专项基金资助项目(CX2018053)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 2760-2766 )
英文信息