水/CO₂对平直节理砂岩剪切力学特性的影响

摘要

【目的】注水和CO₂会改变平直节理岩石的剪切特性，从而直接影响封存地层的稳定性。探究注水和注CO₂对节理岩体剪切特性的影响规律。【方法】对平直节理砂岩进行干燥、注水和注CO₂三种试验条件下的剪切试验，分析剪切强度随法向应力、注入流体类型和注入流体压力的变化规律。【结果】试验结果表明：平直节理砂岩在干燥、注水和注CO₂三种试验条件下的剪切应力-剪切位移曲线都属于滑动破坏型曲线；注水/CO₂会弱化平直节理岩石剪切强度，且水的弱化作用强于CO₂；提出了平直节理岩石剪切强度与法向应力、注入流体类型和流体注入压力之间的经验公式，试验数据与理论数据的平均误差为5.69%.【结论】研究结果对预测砂岩在注入水/CO₂后的剪切强度以及优化施工方案和提高施工安全性具有重要意义。

关键词

二氧化碳封存 / 平直节理 / 剪切强度 / 摩擦因数