人工砂岩物理力学性质的实验研究

在40MPa的成型压力下，选用环氧树脂作为粘结剂，采用不同配比的石英砂、粘土为材料制作了37个直径25mm、高度50mm的泥质人工砂岩。通过声波测量实验与单轴压缩实验得到其力学性质：人工砂岩的动静弹性模量测量结果均随粘土质量分数的增加而降低，其中动态弹性模量的测量结果相对较高。通过CT扫描实验得到其结构性质：人工砂岩中石英砂与粘土分布均匀，石英砂颗粒作为岩体的骨架结构，粒间存在丰富的孔隙空间，粘土则以填充的形式分布在粒间孔隙中。当粘土质量分数大于10%时，部分粘土将代替石英砂成为岩样骨架的一部分。通过覆压渗透实验得到其孔隙及渗透性质：人工砂岩渗透性质近似满足Poiseuille等效管道渗流模型。孔隙度及渗透率均与粘土质量分数呈负相关，其中孔隙度与粘土质量分数符合线性关系，渗透率与粘土质量分数满足负指数关系