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1、第33卷第4期河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)Vo1.33No.42014年8月JOURNALOFHENANPOLYTECHNICUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Aug.2O14破碎泥巖滲透特性試驗(yàn)研究張?zhí)燔?,任金虎’,陳占清,崔巍,于勝紅(1.曲安科技大學(xué)理學(xué)院,兩安710054;2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)深部巖土力學(xué)與地下工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇徐卅l221008;3.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院,江蘇徐州221008)摘要:流體在破碎泥巖中的滲透是影響保水開(kāi)采和預(yù)防采空區(qū)災(zāi)害的重要因素之一,且其力學(xué)行為表現(xiàn)為應(yīng)力場(chǎng)、滲流場(chǎng)、裂隙場(chǎng)多場(chǎng)相互作
2、用的流一固耦合特征.利用研發(fā)的滲透試驗(yàn)裝置,在DDL600電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了破碎泥巖壓實(shí)過(guò)程中的滲透特性測(cè)定,并分析了有效應(yīng)力與滲流速度關(guān)系、不同粒徑泥巖在不同孔隙度下的滲透率和非Darcy流因子.研究表明,流體在破碎泥巖中的滲流呈現(xiàn)非Darey流特性,隨滲流速度增加,壓力梯度減小的幅度增加;滲流速度隨液體壓力增加而增大,且有效應(yīng)力與滲流速度曲線可用線性關(guān)系式擬合:不同粒徑的泥巖,隨孔隙度增大,滲透率呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì),其滲流的非Darcy流因子隨孔隙度增大呈現(xiàn)減小趨勢(shì),粒徑越小,減小趨勢(shì)越明顯.關(guān)鍵詞:破碎泥巖;滲透特性;有效應(yīng)力;孔隙度;壓力梯度中
3、圖分類號(hào):TD315文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673—9787(2014)04.0426—06ExperimentalstudyonpermeabilitycharacteristicsofbrokenmudstoneZHANGTian—jun’,RENJin—hu,CHENZhan—qing一,CUIWei,YUSheng.hong。(1xinUniversityofScienceandTechnology,F(xiàn)acultyofScience,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