关键词:
层理白云岩
弱酸性溶蚀
渗透试验
电镜扫描
X射线衍射
摘要:
贵州省碳酸盐岩广泛分布,在地下水的溶蚀-渗流作用下,容易引发隧道涌水、水库渗漏、岩体失稳等工程地质问题。为了研究层状白云岩在弱酸性水溶蚀条件下的渗透特性演化规律,通过自制流动溶蚀系统开展不同工况组合的室内溶蚀和渗透试验,并辅以核磁共振、电镜扫描、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)等微观试验,探讨白云岩溶蚀-渗透特性演化规律。结果表明:随着围压增加,白云岩的渗透率有所降低,低围压条件下岩样渗透率变化更加敏感;在弱酸性条件下,层理倾角为67.5°和90°的白云岩溶蚀更明显,易形成溶孔和溶隙,增强连通性,使渗透液更倾向于沿层理倾角大的方向流动,导致这些方向的渗透率更高;建立了白云岩岩样渗透率与渗透围压、层理倾角之间的数学关系式,揭示了渗透率演化规律;白云岩的溶解过程具有明显的选择性,倾向于优先溶解晶体的表面、节理和裂隙以及颗粒的边缘,后逐渐发展至基质颗粒溶解。整个过程其实是水-岩发生化学溶蚀、生成物迁移、沉淀的过程,在层理倾角、流速的共同影响下,反应充分时,生成的反应物堆积在部分孔隙中,导致渗透率降低。可见研究结果对岩溶地区碳酸盐岩渗流特性演化规律的认识有一定意义。