冯子军,赵阳升,张 渊,万志军

(1．太原理工大学矿业工程学院,山西太原 030024;2．淮阴工学院建筑工程学院,江苏淮安 223003;3．中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州 221116)

热破裂花岗岩渗透率变化的临界温度

冯子军1,赵阳升1,张 渊2,万志军3

(1．太原理工大学矿业工程学院,山西太原 030024;2．淮阴工学院建筑工程学院,江苏淮安 223003;3．中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州 221116)

利用600℃20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机测量了“鲁灰”花岗岩(ϕ200 mm× 400 mm)在三轴应力作用下升温过程中渗透率的变化。发现热破裂花岗岩的渗透率随温度变化存在一个临界温度Tc,即300℃。低于该临界温度时,渗透率较小,其量级为10-19m2,并且增幅较小;高于该温度后,渗透率出现了突变,且增幅较大,300～400℃,其数值增加一个量级,为10-18m2;在400℃时,渗透率的数量级增大至10-17m2。同时采用MPV-SP显微光度计定量地研究了“鲁灰”花岗岩试样20～400℃热破裂过程中裂纹数量的变化。长度大于5 μm(即l＞5 μm)和长度大于10 μm(即l＞10 μm)的微裂纹数量出现两个峰值,并且l＞5 μm的微裂纹数量变化的峰值温度均小于l＞10 μm的微裂纹数量变化的峰值温度;300℃后l＞10 μm的微裂纹数量增加较快,其增加速率约1个/10℃。300℃后微裂纹的快速增加是导致热破裂花岗岩渗透率突然增加的主要原因。

热破裂;花岗岩;渗透率;临界温度;细观特征

在核废料的深埋处置和高温岩体地热开发过程中,始终伴随有热破裂的发生。在核废料处置过程中,由于核废料放射性物质的衰变而产生的热量不断加热围岩,致使围岩产生热破裂。热破裂产生的微裂纹生长、扩展、连通,从而改善了围岩的输运特性,当地下水沿着微裂纹流动时可能被放射性核素污染。……