膏岩三轴压缩试验及高温相变特征研究

›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (11): 3318-3322.

膏岩三轴压缩试验及高温相变特征研究

俞凌杰^{1, 2}，张文涛^{1, 2}，范明^{1, 2}，刘伟新^{1, 2}，彭瑞东³

1. 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所，江苏无锡 214151； 2. 中国石油化工集团公司油气成藏重点实验室，江苏无锡 214126；3. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京 100083

收稿日期:2011-09-13 出版日期:2012-11-12 发布日期:2012-11-14
作者简介:俞凌杰，男，1982年生，硕士，工程师，主要从事油气勘探中的岩石力学分析研究
基金资助:
国家科技重大专项项目(No. 2008ZX05005-002)；国家自然科学基金项目(No. 40739904)

Study of gypsum rock triaxial compression experiment and characteristic of high temperature phase transition

YU Ling-jie^{1, 2}，ZHANG Wen-tao^{1, 2}，FAN Ming^{1, 2}，LIU Wei-xin^{1, 2}，PENG Rui-dong³

1. Wuxi Research Institute of Petroleum Geology, Exploration & Production Research Institute, SinoPec, Wuxi, Jiangsu 214151, China; 2. SinoPec Key Laboratory of Petroleum Accumulation Mechanisms, Wuxi, Jiangsu 214126, China; 3. State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining, China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China

Received:2011-09-13 Online:2012-11-12 Published:2012-11-14

摘要/Abstract

摘要： 采用伺服刚性试验机对天然膏岩开展三轴压缩试验，研究了温度及围压对膏岩强度及变形特性的影响。结果表明，膏岩在不同围压下均具有良好的塑性流动特性，加载后无明显的剪切破坏面，而是出现明显的侧向膨胀。根据三轴试验结果，利用摩尔-库仑定律得到了膏岩的强度准则及抗剪强度参数。升高温度导致膏岩强度降低，且高温下石膏发生晶型转变，从二水石膏脱水转变为半水石膏，利用扫描电镜和X衍射对此过程进行了研究。脱水过程导致瞬间孔隙应力增加，膏岩破坏特性由延性转变为脆性。随着持续加载，破裂断面逐渐愈合。膏岩显著的塑性流动能力及快速的裂隙愈合能力对于天然气盖层的封闭稳定性具有重要意义。

关键词: 膏岩, 三轴压缩, 高温相变, 应力-应变曲线

Abstract: Experiments are carried out to study the influences of temperature and confining pressure on natural gypsum rock strength and deformation properties under triaxial compression using servo-controlling testing machine. The results indicate that gypsum rock has obvious plastic flow property under different confining pressures. There is no obvious shear failure surface but lateral dilation is observed. Based on Coulomb-Mohr theory, the strength criterion and shear strength parameters of gypsum rock are obtained. With the increase of temperature, the strength of gypsum decreases. At high temperature, gypsum dehydration process takes place with result of transformation from gypsum to bassanite. Scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD) methods are used to study the process. With the dehydration process, the pore pressure increases and the failure property becomes brittle. With load continuing, failure surface tends to heal. Obvious plastic flow characteristic and fast self-healing property of gypsum rock are fundamental to sealing stability of natural gas caprock.

Key words: gypsum rock, triaxial compression, high temperature phase transition, stress-strain curve

中图分类号:

TU 452

俞凌杰，张文涛，范明，刘伟新，彭瑞东 . 膏岩三轴压缩试验及高温相变特征研究[J]. , 2012, 33(11): 3318-3322.

YU Ling-jie ，ZHANG Wen-tao ，FAN Ming ，LIU Wei-xin ，PENG Rui-dong . Study of gypsum rock triaxial compression experiment and characteristic of high temperature phase transition[J]. , 2012, 33(11): 3318-3322.

参考文献

相关文章 15

[1]	高峰, 曹善鹏, 熊信, 周科平, 朱龙胤, . 冻融循环作用下受荷青砂岩的脆性演化特征[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 445-452.
[2]	周翠英, 梁宁, 刘镇, . 红层软岩压缩破坏的分形特征与级联失效过程[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 21-31.
[3]	王娟娟, 郝延周, 王铁行. 非饱和压实黄土结构特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1351-1357.
[4]	李晓照, 戚承志, 邵珠山, 屈小磊, . 基于细观力学脆性岩石剪切特性演化模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1358-1367.
[5]	宋洪强, 左建平, 陈岩, 黎立云, 洪紫杰, . 基于岩石破坏全过程能量特征改进的能量跌落系数[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 91-98.
[6]	彭守建, 王哲, 许江, 大久保诚介, 汤杨, . 三轴压缩条件下饱水岩石破坏后区荷载速率效应试验研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 72-82.
[7]	崔德山, 陈琼, 项伟, 王菁莪, . 黄土坡滑坡饱和滑带土三轴压缩应力松弛试验研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 209-216.
[8]	陈钒，吴建勋，任松，欧阳汛，王亮，范金洋,. 基于湿度应力场理论的硬石膏岩膨胀试验研究[J]. , 2018, 39(8): 2723-2731.
[9]	许宏发，柏准，齐亮亮，耿汉生，马林建，刘斌, . 基于全应力-应变曲线的软岩蠕变寿命估计[J]. , 2018, 39(6): 1973-1980.
[10]	周意超，陈从新，刘秀敏，段淑倩，张海娜，夏开宗,. 石膏矿岩水致老化效应试验[J]. , 2018, 39(6): 2124-2130.
[11]	陈卫昌，王思敬，李黎，张晓平，王彦兵, . 改性料礓石力学性质试验[J]. , 2018, 39(5): 1796-1804.
[12]	任松，李振元，邓高岭，刘伟，蒲文明，. 多因素作用下石膏岩软化特性[J]. , 2018, 39(3): 789-796.
[13]	马旭强，施锡林，尹洪武，杨春和，李银平，马洪岭，. 三轴压缩下含夹层盐岩破坏机制[J]. , 2018, 39(2): 644-650.
[14]	任松, 吴建勋, 欧阳汛, 刘戎, 王亮, . 压力水作用下硬石膏岩膨胀性研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(12): 4351-4359.
[15]	张晋勋，杨昊，单仁亮，隋顺猛，薛东朝，. 冻结饱水砂卵石三轴压缩强度试验研究[J]. , 2018, 39(11): 3993-4000.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed