颗粒直径对破碎石灰岩渗透特性影响的试验研究

摘要

破碎岩体是岩土工程中一种常见的可变形松散多孔介质，松散的破碎岩石具有明显的渗流特性，岩体的渗流不仅影响岩体的物理学特性，对岩体的应力场也有重要影响。水在破碎岩体中的渗流会引发如溃坝、煤矿突水等动力学灾害，因此，对于破碎岩体结构的物理力学性质及渗流特性的研究有重要的理论意义和实际意义。介质物性对于Darcy定律中的渗透系数的影响机理方面的研究进行得非常少，本文基于中国矿业大学深部岩土力学和地下工程国家重点实验室的MTS815岩石力学伺服实验系统，通过室内模拟环境，选取不同粒径的石灰岩进行了多组全面的渗流实验，研究了非Darcy渗流的渗透特性，得出了破碎岩体的介质粒径和渗流速度对渗透系数的具体影响趋势：在一定的轴压作用下，不同的岩石随着颗粒直径的逐渐变大，渗透率逐渐增大；不同颗粒直径的岩石都有类似的压实渗透特性，随着岩石的压力逐渐增大，其厚度被逐渐压缩，渗透率逐渐变小。