深部煤系頁巖吸水及軟化效應微觀機理研究

摘要：采用自主研發的深部軟巖水理作用智能測試系統,對采自遼寧沈陽大強煤礦的頁巖樣品進行了不同水壓條件下的吸水實驗,并對吸水前后的頁巖試樣進行了X射線衍射實驗、壓汞實驗、電子掃描電鏡實驗以及單軸壓縮實驗。研究結果表明:①頁巖試樣的吸水率隨吸水時間增長而顯著增加,而吸水速率則隨吸水時間增長顯著下降,吸水曲線均可以通過指數函數擬合;②不同水壓條件下頁巖試樣吸水能力差異顯著,水壓能顯著提高頁巖試樣的吸水率;③頁巖試樣的吸水能力與黏土礦物含量之間存在正相關關系,黏土礦物特別是伊利石在頁巖試樣的吸水過程中起著重要作用;④頁巖試樣的吸水能力與有效孔隙率之間存在負相關關系,這種關系的內在原因與其微觀孔隙結構密切相關;⑤水化頁巖試樣的單軸抗壓強度與其含水率之間呈線性負相關關系,吸水后巖石內部孔隙率的增加是導致頁巖試樣吸水之后強度衰減的重要原因之一。