董川龙，滕腾，李志虎，张文涛

1.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院，北京 100083；2.山西大同大学煤炭工程学院，山西大同 037003

自发渗吸是普遍存在于岩石、土体、水泥、陶瓷、电极、砖体等材料[1]微观孔隙结构中的一种水动力现象，驱动力来源于微小孔隙(10-2～102μm)产生的毛细管压力，属于非饱和渗流研究的范畴。多数情况下，自吸的水分以及内部的离子会降低材料的力学特性或间接地渗透污染地下水源，需要防止或减弱渗吸行为；少数情况下，能源开发中富集于储层微小孔洞内的油气多通过自发渗吸将其驱替出来，需要增强或促进渗吸行为。因此，研究岩石自吸机理对于岩体工程具有重要意义。

岩石自发渗吸的研究手段主要有理论模型与室内实验。室内实验仅能观察吸水过程的一些表象规律，并不能揭示渗吸过程的内在机理。据此，众多研究者基于一定的简化模型与条件假设，从内在机理出发建立了可以描述自吸行为的理论模型，目前比较经典的理论有Lucas-Washburn(LW)模型[2-3]、Terzaghi 模型[4]、Handy模型[5]。后期大量学者对上述模型做了修正。

LW模型由于其从毛细管水动力学特征出发描述多孔介质的吸水特性，同时其认为吸水表征量与时间平方根成正比，比较符合实验室尺度所观测到的规律现象以及孔隙结构吸水的动力学特征，因此被众多研究者应用。LW模型将孔隙结构简化为不同尺寸直线延伸且等圆截面的毛细管束，而大量研究者通过微观成像发现，实际孔隙结构中存在通道弯曲、截面极不规则和随处变化、孔隙尺寸分布不均等特征(图1)，因而LW模型在实际应用中有较大局限性。……