冻结地层砂岩强度特性：白垩系实验分析

"冻结白垩系砂岩强度特性试验研究" 这篇科研论文主要探讨了白垩系地层中砂岩在冻结状态下的强度特性，特别是它们在不同温度条件下的力学性质。研究人员使用了MTS-815电液伺服岩石试验系统，对饱和的中砂岩和粗砂岩进行了单轴压缩试验，以了解低温环境如何影响这些砂岩的力学性能。 试验结果显示，当温度从常温25℃下降到-30℃时，冻结的白垩系中粒砂岩和粗粒砂岩的单轴抗压强度均有显著提升。中粒砂岩的强度提高了49.475%至64.656%，粗粒砂岩的强度则提高了59.455%至84.886%。在相同的低温环境下，饱和的粗粒砂岩表现出比中粒砂岩更高的单轴抗压强度，且这种强度差异随着温度的降低而加大。 此外，研究还发现，随着温度的降低，冻结的白垩系砂岩的弹性模量明显增加，这意味着它们在受压时变得更硬，更不易形变。同时，应力-应变曲线的压密段和塑性变形段变得不那么明显，显示出了更强的弹性和脆性特征。这意味着在低温冻结条件下，砂岩更容易发生突然的断裂，而不是经历显著的塑性变形。 这些试验结果对于理解冻结法凿井过程中的地质力学行为至关重要，特别是在设计冻结壁和井壁的结构参数时。根据这些数据，可以更准确地预测和控制井壁在冷冻施工过程中的稳定性，从而提高井的安全性和施工效率。对于那些位于白垩系地层并需要采用冻结法开凿的井，这一研究提供了重要的理论依据和实践指导。 关键词：白垩系；砂岩；强度；冻结壁；井壁设计 中图分类号：TD265.3 文献标识码：A 文章编号：1671－0959(2015)12-0078-04 实验研究揭示了冻结状态下的白垩系砂岩具有不同于常温条件的力学特性，对于低温工程应用，尤其是冻结法凿井工程，提供了宝贵的科学数据，有助于优化工程设计和提高施工安全性。