聲波測試是研究巖石動態(tài)力學(xué)性質(zhì)的一種重要的無損檢測方法。在有機(jī)質(zhì)豐富的頁巖中,頁巖的力學(xué)性質(zhì)受含水量、巖石層理、總有機(jī)碳含量（TOC）和微觀結(jié)構(gòu)變化的影響。本研究在聲波測試前,首先使用CT掃描技術(shù)對鷹灘頁巖的每組測試樣品進(jìn)行掃描,對實驗樣品的完整性進(jìn)行篩選,利用核磁共振法（NMR）測定樣品的含水率。然后利用超聲波脈沖傳輸技術(shù)在不同圍壓下對每組測試巖心進(jìn)行聲波測試。測試后,利用X射線衍射（XRD）分析了樣品的礦物組分,利用掃描電子顯微鏡（SEM）對微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。研究結(jié)果表明:圍壓和含水率對縱波（P波）和橫波（S波）速度均有顯著影響,兩種速度都隨著圍壓的增加而增加。含水率的增加會降低橫波與縱波的波速,含水率對橫波速度比縱波速度的影響更大。含水率降低了楊氏模量和剪切模量,增加了體積模量、拉梅參數(shù)和泊松比。分析表明,引起巖石力學(xué)性質(zhì)含水率變化的機(jī)制可能是粘土-水相互作用、化學(xué)反應(yīng)和毛細(xì)壓力變化的綜合結(jié)果。 

【文章來源】：地質(zhì)與勘探. 2020,56(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

實驗裝置的示意圖

從Gassmann方程可以看出，體積模量隨含水飽和度變化，而剪切模量保持不變(Cardona et al.,2001;Han and Batzle,2004)。然而，Gassmann方程是基于以下假設(shè)才有效的:(1)多孔介質(zhì)是線性彈性和各向同性的;(2)多孔介質(zhì)中的孔隙連續(xù)性好且處于平衡壓力下;(3)孔隙流體和巖石基質(zhì)之間沒有化學(xué)反應(yīng);(4)封閉系統(tǒng)(Berryman,1999;Han and Batzle,2004)。沉積巖，特別是非均質(zhì)性強的致密頁巖，可能不滿足Gassmann方程的假設(shè)(Wylie at al.,1963;Tosaya and Nur,1982;Japsen et al.,2002;Baechle et al.,2009;Sone and Zoback,2013)。圖3 樣品EF-PD-2的vs隨圍壓的增加而增大

樣品EF-PD-2的vs隨圍壓的增加而增大

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]顆粒配比對巖石力學(xué)特征影響的數(shù)值模擬研究[J]. 葉功勤,曹函,高強,張政,王天一.  地質(zhì)力學(xué)學(xué)報. 2019(06)
[2]復(fù)雜地質(zhì)特征中富有機(jī)質(zhì)頁巖脆性評價方法研究[J]. 張羽,范存輝,鐘城,葉朝陽,秦啟榮,李虎.  地質(zhì)與勘探. 2018(05)
[3]巖石力學(xué)性質(zhì)的應(yīng)變率效應(yīng)試驗[J]. 陳樂求,陳俊樺,張家生.  地質(zhì)與勘探. 2017(05)



本文編號：3600051