孔隙岩石的物理模型与变形破坏机制研究

摘要

根据真实岩石的孔隙结构分布统计特征，本文采用水泥砂浆和聚苯乙烯颗粒等相似材料模拟孔隙岩石，制作了岩石孔隙物理模型；利用CT扫描实验验证了物理模型与天然岩石孔隙结构在统计特征上的一致性;利用单轴受压实验获取了孔隙物理模型的力学性能；最后进行了巴西圆盘劈裂CT扫描实验，分析了孔隙岩石破坏机理及其孔隙结构的变化。研究表明：岩石孔隙物理模型与天然岩石具有一致的孔隙结构分布特征；孔隙不影响岩石的宏观弹脆性特征，严重影响着岩石内部应力分布的对称性；随着孔隙率的增大，破坏裂纹变宽，出现跨越孔隙的现象，并偏离加载纵向对称轴。