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题名干湿循环作用诱导页岩劣化机制的多尺度研究
被引量：2
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作者
王伟
王晓川
李博文
刘一苇
陈展权
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机构
武汉大学水射流与新技术湖北省重点实验室
武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室
武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室
武汉大学土木建筑工程学院
中国人民解放军
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出处
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第S2期884-899,共16页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2018YFC0808401)。
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文摘
露头页岩岸坡在库水位变幅作用下易发生崩落、塌岸等地质灾害,对库区安全构成威胁,因此研究页岩在干湿循环作用下的劣化机理尤为必要。为了丰富对干湿循环诱导页岩劣化机制的理解,以四川长宁地区志留统五峰组—龙马溪组出露页岩为研究对象,开展了室内气体渗透试验和单轴抗压试验,结合SEM、EDS、XRD等微观分析技术,从多尺度揭示了干湿循环诱导页岩渗流劣化机理。结果表明:①干湿循环次数和渗透压差增大对页岩渗透有促进作用,反之,围压起抑制作用。②干湿循环对页岩抗压力学性质起弱化作用,干湿循环次数与弹性模量和峰值强度近似呈指数衰减相关。③干湿循环对页岩微观结构影响主要体现在块体细化、块体水化、孔洞微小化、尖锐棱角平滑化等方面;亲水矿物占比对干湿循环作用响应大于非亲水矿物和有机质,且平整表面的粗糙度随处理过程增大。④干湿循环作用诱发页岩渗流劣化机理可由干湿循环作用对页岩内部节理面贯通、渗流通道改变、微缺陷发育及矿物水化等微观过程共同作用揭示。结合试验结果多尺度阐述了页岩劣化机制,分析了页岩块体和节理对干湿循环作用的不同响应,关联了页岩宏细观尺度下劣化现象,认为薄弱节理面的产生是造成页岩性能劣化的决定性因素。
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关键词
页岩宏观性质
细微观特征
劣化机理
干湿循环作用
多尺度分析
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Keywords
macro properties of shale
fine and micro characteristics
deterioration mechanism
dry and wet cycling
multiscale analysis
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分类号
O319.56
[理学—一般力学与力学基础]
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