高校地质学报 ›› 2026, Vol. 32 ›› Issue (05): 705-717.DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2025057
高子龙1,马林建2,徐文瀚1,李洪亚2,自建军1,张 巍1*
GAO Zilong1,MA Linjian2,XU Wenhan1,LI Hongya2,ZI Jianjun1,ZHANG Wei1*
摘要: 珊瑚礁灰岩为典型的非均质多孔介质,其孔隙结构在外部应力作用下易产生复杂演化,影响其渗流与力学行为。为揭示应力驱动下礁灰岩孔隙结构演化机制,采用X射线显微CT扫描珊瑚礁灰岩样品获取三维数字岩芯,基于图像分割与几何重构方法,提取孔隙的多维结构参数,包括基本几何参数、Feret 直径参数、形状因子、结构异性指标与空间位置等。对岩芯样品进行轴向分级加载试验,在0~5.4 MPa间五个应力阶段分别开展显微CT 扫描,根据连通性分析结果,将孔隙划分为连通孔隙与孤立孔隙两类。分析结果还表明,连通孔隙在加载过程中发生显著压密、断裂与重构,形态参数对应力响应敏感;而孤立孔隙几何形态较为稳定,主要影响整体孔隙度。采用 K-means 聚类方法对不同时期的连通孔隙结构进一步分类识别,获得了三类典型孔隙结构:致密辅助孔隙、过渡传输孔隙与主骨架通道孔隙,它们分别对应了不同的尺度、连通性与形态特征,反映出样品在加载过程中形成了“压缩—塌陷—再贯通”的结构转化路径。该研究所建立的多参数聚类分析框架可为灰岩孔隙及溶隙结构在应力场中的演化机制解析提供量化依据与支撑。
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