弱胶结充填断层破碎带在采掘扰动和地下水渗流作用下易发生突水事故，给深部资源开采带来极大威胁。断层破碎带的胶结充填特征直接控制着流体运移和渗流通道形成，有必要深入研究胶结充填特征对断层破碎带渗流特性的影响规律。因此开展了不同Talbot函数幂指数n值的断层破碎带三轴渗流试验，采用CT扫描分析了断层破碎带在渗流前后的微细观结构变化特征，通过基于CT扫描数据的数值模拟研究了弱胶结充填断层渗流特性。研究结果表明：围压通过改变断层破碎带结构而影响渗透性，围压升高使得断层破碎带内部孔隙和裂隙被压缩，弱胶结充填断层破碎带渗透系数随围压增大而减小；Talbot函数幂指数n值和含石率越大的断层破碎带内部连通性和渗透性更好，更易形成渗流通道，反之Talbot函数幂指数n值越小的断层破碎带孔隙率和孔隙连通性低，渗透性能越弱，更难形成渗流通道；地下水渗流将使断层破碎带内部断层内部球状孔隙减少，扁平状孔隙增加，导致逐渐形成渗流通道；断层破碎带内部孔隙方位角和极角变化可反映内部渗流路径的改变；在地下水渗流作用下断层破碎带骨架间将逐渐形成优势渗流通道，进而形成突水通道，Talbot函数幂指数n值对断层破碎带发生突水的涌水量影响显著，涌水量随着Talbot函数幂指数n值的增大呈现先增大后减小的趋势。

1 断层破碎带三轴渗流试验概述
1.1 试验材料及试样制备
1.2 试验设备
2 试验结果
2.1 断层破碎带渗透系数变化
2.2 断层破碎带CT扫描结果分析
2.2.1 CT扫描数据三维重构及切片形貌
2.2.2 孔隙网络模型特征分析
2.2.3 孔隙长宽比变化分析
2.2.4 孔隙方位角和极角变化分析
3 基于CT数据的断层渗流模拟
3.1 CT图像处理
3.2 原理及边界条件设定
3.2.1 控制方程
3.2.2 边界条件设置
3.3 模拟结果分析
4 结论

黄震,汪振鹏,古启雄,等.弱胶结充填型断层破碎带岩体渗流特性研究[J/OL].煤炭学报,1-14[2025-03-15].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.1381.