为实现室内全尺寸滚刀破碎弱胶结岩石试验,获取滚刀破岩试验用的大体积岩样是首要且关键技术之一。由于弱胶结岩石的颗粒胶结程度低、易风化、易水解、扰动敏感等特性,用于室内滚刀破岩试验的大体积原状岩石不可能直接现场取样加工而成,亦无法满足滚刀破岩试验中大体岩石的需要。基于以颗粒物质为主的弱胶结岩石在沉积压实、泥质胶结和蚀变作用下的成岩特性,在一定压力和胶结作用下可塑性强的特点,提出了全尺寸滚刀破岩试验重塑大体积弱胶结岩石制备方法,确定了滚刀破岩试验用重塑大体积弱胶结岩样制备的配比参数,对成型的岩样进行了物理力学测试与评价,并阐明了重塑弱胶结大体积岩样的形成机制。结果表明,采用不同的配比和分级加载力方案,可获得重塑弱胶结岩样的单轴抗压强度范围为1.2~43.0MPa,重塑岩样与原岩的单轴压缩破坏特征相似,均属于脆性破坏;测试单轴抗压强度为12MPa和43MPa的重塑大体积弱胶结岩石的纵波波速,分别为1.42km/s和3.14km/s,而实际西部侏罗系地层取样测得波速范围为1.36~3.21km/s;通过与原岩物理力学特性的对比分析,试验制备的重塑大体积弱胶结岩样在单轴抗压强度、波速和破坏形态方面,均属于弱胶结岩石范畴,解决了滚刀破岩试验弱胶结大体积岩样缺乏的难题。

国家自然科学基金资助项目(52004125);天地科技股份有限公司创新创业资金重点项目(2023-TD-ZD010-003)

宋朝阳,王强,张同钊,等.全尺寸滚刀破岩试验重塑大体积弱胶结岩石制备方法及评价[J].建井技术,2024,45(2):57