姜德义等：盐岩巴西劈裂损伤愈合特性实验研究 575· 晶作用的影响下，微裂隙逐渐闭合，使得损伤盐岩 渐填充裂隙，形成了图中的愈合结构.通过这个愈 渗透率降低.而在30d到120d的时间段里，由于 合结构的作用，盐岩裂隙两端被连接在一起，使得 损伤盐岩的内应力基本释放完毕，微裂隙基本闭 整体上体现为强度增加，渗透率降低 合，剩下的都是较大的张开裂隙，在没有施加压力 (2)窄裂隙表面的覆盖愈合，如图8所示.从 的情况下，这些裂隙的愈合是十分困难的，因此表 图中可以看到，窄裂隙表面存在着一些杂乱的网 现出这段时间基本没有继续愈合 状结晶愈合结构.这是由于在盐岩损伤破坏后，裂 隙周围的破碎晶体在水的作用下，通过溶解结晶 3盐岩损伤愈合细观研究 的方式向裂隙中心流动，最后相互连接，形成了图 为了更好地理解盐岩的损伤愈合，有必要对 中所示的网状结构.由于这种结构的存在，裂隙被 盐岩的损伤愈合细观机理进行研究.本次实验在 粘连在一起，提高了盐岩的强度.同时，愈合结构 已有理论的基础上，通过扫描电子显微镜(SEM) 堵塞了裂隙，使得渗透率降低 对损伤愈合盐岩进行扫描，探究了盐岩损伤愈合 (3)宽裂隙中部的结晶愈合，如图9所示.从 的细观机理 图中可以看到，裂隙中部存在一个凸起的结构连 通过电镜观察，发现了如下的几种愈合结构： 接了裂隙两端.根据刘剑兴4的研究，这是由于 (1)宽裂隙内部的重结晶愈合，如图7所示 该处存在着杂质或结构缺陷等因素，大大降低了 从图中可以看到，宽裂隙内部存在着大量的重结 成核的能量位垒，使得该处优先于其他地方发生 晶晶体，形成了一片表面凹凸不平的愈合结构.根 了非均匀成核，最终成核生长形成了连接裂隙的 据Houben等的研究，这是由于盐岩在有水环境 结晶愈合结构.从而降低了裂隙的连通性，使得强 中愈合时，在表面能降低的驱动下，盐岩不断溶解 度增加，渗透率降低 并通过吸附水膜运输，最终在裂隙底部重结晶逐 从图7、图8、图9可以看到，虽然愈合结构的 50 um 20m Healing structure 图7宽裂隙内部重结品愈合 Fig.7 Internal recrystallization of wide cracks healed 50 um Healing structures 图8窄裂隙表面覆盖愈合 Fig.8 Surface coverage of narrow cracks healed晶作用的影响下，微裂隙逐渐闭合，使得损伤盐岩 渗透率降低. 而在 30 d 到 120 d 的时间段里，由于 损伤盐岩的内应力基本释放完毕，微裂隙基本闭 合，剩下的都是较大的张开裂隙，在没有施加压力 的情况下，这些裂隙的愈合是十分困难的，因此表 现出这段时间基本没有继续愈合. 3    盐岩损伤愈合细观研究 为了更好地理解盐岩的损伤愈合，有必要对 盐岩的损伤愈合细观机理进行研究. 本次实验在 已有理论的基础上，通过扫描电子显微镜（SEM） 对损伤愈合盐岩进行扫描，探究了盐岩损伤愈合 的细观机理. 通过电镜观察，发现了如下的几种愈合结构： （1）宽裂隙内部的重结晶愈合，如图 7 所示. 从图中可以看到，宽裂隙内部存在着大量的重结 晶晶体，形成了一片表面凹凸不平的愈合结构. 根 据 Houben 等[12] 的研究，这是由于盐岩在有水环境 中愈合时，在表面能降低的驱动下，盐岩不断溶解 并通过吸附水膜运输，最终在裂隙底部重结晶逐 渐填充裂隙，形成了图中的愈合结构. 通过这个愈 合结构的作用，盐岩裂隙两端被连接在一起，使得 整体上体现为强度增加，渗透率降低. （2）窄裂隙表面的覆盖愈合，如图 8 所示. 从 图中可以看到，窄裂隙表面存在着一些杂乱的网 状结晶愈合结构. 这是由于在盐岩损伤破坏后，裂 隙周围的破碎晶体在水的作用下，通过溶解结晶 的方式向裂隙中心流动，最后相互连接，形成了图 中所示的网状结构. 由于这种结构的存在，裂隙被 粘连在一起，提高了盐岩的强度. 同时，愈合结构 堵塞了裂隙，使得渗透率降低. （3）宽裂隙中部的结晶愈合，如图 9 所示. 从 图中可以看到，裂隙中部存在一个凸起的结构连 接了裂隙两端. 根据刘剑兴[24] 的研究，这是由于 该处存在着杂质或结构缺陷等因素，大大降低了 成核的能量位垒，使得该处优先于其他地方发生 了非均匀成核，最终成核生长形成了连接裂隙的 结晶愈合结构. 从而降低了裂隙的连通性，使得强 度增加，渗透率降低. 从图 7、图 8、图 9 可以看到，虽然愈合结构的 20 μm Healing structures 50 μm 图 7    宽裂隙内部重结晶愈合 Fig.7    Internal recrystallization of wide cracks healed 50 μm 20 μm Healing structures 图 8    窄裂隙表面覆盖愈合 Fig.8    Surface coverage of narrow cracks healed 姜德义等： 盐岩巴西劈裂损伤愈合特性实验研究 · 575 ·