破碎泥岩渗透特性试验研究.pdf

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1、第33卷第4期河南理工大学学报(自然科学版)Vo1．33No．42014年8月JOURNALOFHENANPOLYTECHNICUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Aug．2O14破碎泥岩渗透特性试验研究张天军，任金虎’，陈占清，崔巍，于胜红(1．曲安科技大学理学院，两安710054；2．中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐卅l221008；3．中国矿业大学力学与建筑工程学院，江苏徐州221008)摘要：流体在破碎泥岩中的渗透是影响保水开采和预防采空区灾害的重要因素之一，且其力学行为表现为应力场、渗流场、裂隙场多场相互作

2、用的流一固耦合特征．利用研发的渗透试验装置，在DDL600电子万能试验机上进行了破碎泥岩压实过程中的渗透特性测定，并分析了有效应力与渗流速度关系、不同粒径泥岩在不同孔隙度下的渗透率和非Darcy流因子．研究表明，流体在破碎泥岩中的渗流呈现非Darey流特性，随渗流速度增加，压力梯度减小的幅度增加；渗流速度随液体压力增加而增大，且有效应力与渗流速度曲线可用线性关系式拟合：不同粒径的泥岩，随孔隙度增大，渗透率呈现不同的变化趋势，其渗流的非Darcy流因子随孔隙度增大呈现减小趋势，粒径越小，减小趋势越明显．关键词：破碎泥岩；渗透特性；有效应力；孔隙度；压力梯度中

3、图分类号：TD315文献标识码：A文章编号：1673—9787(2014)04．0426—06ExperimentalstudyonpermeabilitycharacteristicsofbrokenmudstoneZHANGTian—jun’，RENJin—hu，CHENZhan—qing一，CUIWei，YUSheng．hong。(1xinUniversityofScienceandTechnology，FacultyofScience，Xi’an710054，China；2．Statekeylaboratoryforgeomechanicsandd

4、eepundergroundengineering，ChinaUniversityofminingandtechnology(Xuzhou)，Xuzhou221008，Jiangsu，China；3．Schoolofmechanicsandcivilengineering，ChinaUniversityofminingandtechnology(Xuzhou)，Xuzhou221008，Jiangsu，China)Abstract：Fluidseepageinfracturedmudstoneisoneoftheimportantfactorsofaffe

5、ctingthewaterexploitationandgoafdisasterprevention，anditsmechanicalbehavioristhestressfield，seepagefieldandcrackinteractionofmanygamesoffluid—solidcouplingcharacteristics．Usingofresearchanddevelopmentofpermeabilitytestdevice．thefracturedmudstonecompactioninfiltrationcharacteristic

6、sintheprocessofdeterminationwerecon—pleted，InDDL600electronicuniversaltestingmachine．Therelationbetweentheeffectivestressandseepagevelocity，theporositypermeabilityandnonDarcyflowfactorsofdifferentparticlesizeofmudstonewereana—lyzed．Theresearchshowsthat：thepenetrationoffracturedmud

7、stonepresentsthecharacteristicsofnonDarcyflow；withtheincreaseofflowvelocity，themagnitudeofpressuregradientdecreasesisincreasing；alongwiththeincreaseoftheliquidpressure，seepagevelocityincreases，andthelinearrelationcanbefittedwiththecurveofeffectivestressandseepagevelocity；withthech

8、angeofporositysize，permeabilitypr