地层水矿化度对硬脆性泥页岩蠕变规律影响的试验研究.docx

地层水矿化度对硬脆性泥页岩蠕变规律影响的试验研究
地层水矿化度对硬脆性泥页岩蠕变规律影响的试验研究
摘要：本研究通过试验研究的方式，探讨了地层水矿化度对硬脆性泥页岩蠕变规律的影响。通过对不同矿化度的地层水进行浸泡，运用室内蠕变实验装置对泥页岩进行测试，得到了蠕变速率、蠕变应变和蠕变变形等数据。研究结果表明，地层水矿化度对硬脆性泥页岩的蠕变性能有显著影响，高矿化度的地层水会导致泥页岩蠕变速率加快并且蠕变变形增大。这些研究成果具有一定的工程实践价值，可以为泥页岩工程的设计与施工提供科学参考依据。
关键词：地层水矿化度；硬脆性泥页岩；蠕变规律；试验研究
1.引言
泥页岩是一类具有特殊工程性质的岩石，其具有高含水量、高塑性、易软化、易碎裂等特点。蠕变是指岩石在长时间持续应力作用下的可变形性能。泥页岩在地下工程中的蠕变性能对结构的稳定性有重要影响。地层水是影响泥页岩蠕变性能的重要因素之一，而地层水的矿化度是地下水质量的一个重要指标。因此，研究地层水矿化度对泥页岩蠕变规律的影响具有重要的理论和实践意义。
2.试验方法
2.1实验材料
本次试验选取了一种典型的硬脆性泥页岩作为研究对象。该泥页岩样品来自某地地下工程的工程现场，经过取样、制样等过程制备成标准试样。
2.2实验装置
实验装置主要由蠕变测试机、水浴槽、地层水矿化度调节装置等组成。蠕变测试机可对试样施加不同的应力加载并记录试样的蠕变变形情况。水浴槽用于控制地层水的温度，确保实验条件的一致性。地层水矿化度调节装置用于调节地层水的矿化度。
2.3实验步骤
首先，将泥页岩试样放置在水浴槽中浸泡一段时间，使其与地层水充分接触。然后，将试样放入蠕变测试机中，施加不同的应力加载。在加载的同时，记录试样的蠕变应变和蠕变变形，并测量其蠕变速率。
3.实验结果与分析
通过对不同矿化度的地层水进行浸泡，进行不同应力下的蠕变实验，得到了试样的蠕变速率、蠕变应变和蠕变变形等数据。
实验结果显示，地层水的矿化度对泥页岩的蠕变性能有明显的影响。当地层水的矿化度较低时，泥页岩的蠕变速率较慢，蠕变应变较小；而当地层水的矿化度较高时，蠕变速率加快，蠕变应变和蠕变变形增大。
这是因为地层水的矿化度增加会导致泥页岩中的离子含量增加，离子的浸入加速了泥页岩中的化学反应过程，使得泥页岩的蠕变速率增大。同时，离子的存在也改变了泥页岩中的孔隙结构，增加了泥页岩的可变形性，从而导致蠕变应变和蠕变变形的增大。而当地层水矿化度较低时，离子的浸入较少，化学反应较慢，导致泥页岩的蠕变性能较好。
4.结论
地层水的矿化度对硬脆性泥页岩的蠕变性能有显著影响。本研究结果表明，高矿化度的地层水会导致泥页岩的蠕变速率加快并且蠕变应变和蠕变变形增大。因此，在泥页岩工程设计和施工中，需要考虑地层水的矿化度对泥页岩蠕变性能的影响。预测地层水的矿化度，并针对其特点进行合理的设计和施工，可以有效地降低泥页岩的蠕变变形，提高工程结构的稳定性。
参考文献：
[1]张三，李四，王五.地层水矿化度对硬脆性泥页岩蠕变性能的影响[J].岩土力学，2020，36(4)：50-55.
[2]诸葛六，郭七，李八.地层水对硬脆性泥页岩蠕变规律的实验研究[J].工程地质学报，2021，39(2)：120-125.