摘要：为了观察和度量岩石空隙结构随应力的变化,研制一种能和微焦X射线CT系统配套使用的三轴仪,该设备轻便,能够施加三轴压力,并在不卸载压力情况下对试样进行CT扫描和渗透系数的测量,且能够实时记录压力和变形等数据。利用研制的CT三轴仪得到了Berea砂岩在加载过程中的一系列CT图像,结合3DMA空隙结构计算方法,获得Berea砂岩在不同应力状态下的有效孔隙半径分布、有效喉道半径分布以及弯曲度分布等定量细观几何特征。同时采用瞬态脉冲法测量Berea砂岩不同方向的渗透率随有效围压的变化规律。结合围压对细观空隙结构参数的影响,认为细观空隙结构的变化是导致渗透发生改变的根本原因,当有效围压从0增至15 MPa时,半径40~100μm的孔隙数量减少、孔喉半径减小以及Z方向的迂曲度增加,是导致Berea砂岩渗透率随有效围压增大而降低的主要原因。

关键词：岩石力学 ct 三轴仪 berea砂岩 孔隙结构 

单位：中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室 日本经济产业省产业技术综合研究所