神东矿区砂岩孔隙结构特征及与其物理力学性质的关系

为了研究神东矿区砂岩的孔隙结构对其物理力学性质的影响,利用偏光显微镜、扫描电镜、核磁共振仪等仪器获得了砂岩成分、微观结构与孔隙特征,并进行不同类型砂岩单轴压缩试验,分析了砂岩的孔隙结构与其单轴抗压强度、弹性模量、泊松比之间的关系。结果表明:砂岩的主要成分为石英(15%以上)、长石(40%以上),并含有少量云母等;粉砂岩为钙质胶结,细粒和中粒砂岩为泥质胶结,砂岩的颗粒直径与孔隙大小基本服从正态分布;粉砂岩表面平整致密,颗粒边界模糊不清,细粒砂岩表面分布着细小的孔隙,中粒砂岩孔隙结构十分发育,颗粒呈团簇状,胶结程度较差;砂岩抗压强度与孔隙率之间呈负指数分布,抗压强度与孔隙率变化曲线存在临界点,随着颗粒、孔隙直径的增加,对应的临界孔隙率也在增大;砂岩弹性模量与孔隙率呈负相关,其中粉砂岩与细粒砂岩呈指数形式减少,中粒砂岩则呈线性减小;砂岩的泊松比与孔隙率无明显相关性。