气饱和含CO_2水合物砂的三轴压缩试验

在改造的高压低温三轴仪中采用过量气法制备了气饱和状态的含CO_2水合物砂样,并进行了三轴压缩试验。以水合物饱和度为指标对过量气制样法的可重复性进行分析后发现,受孔隙阻隔效应的影响,虽然利用高的初始水饱和度的砂样可以制成高的水合物饱和度的含水合物砂,但是制样的可重复性低;试验表明,采用过量气法制取水合物饱和度低于40%的含水合物试样的可重复性较好。三轴试验结果表明,含水合物砂的剪切和变形特性与水合物饱和度和净围压密切相关:随净围压的增大,试样的强度、刚度、塑性和压缩性都增大,随水合物饱和度的增加,试样的强度和刚度增加,塑性和压缩性降低;黏聚力随水合物饱和度的增加而增加,但摩擦角并没有明显的变化。

含CO_2水合物沉积物力学特性研究

参照我国南海神狐海域含天然气水合物富集区沉积物的特点,配制近似粒径的泥质粉细砂作为水合物的赋存骨架,利用含天然气水合物多功能设备制备含CO_2水合物泥质粉细砂,进行三轴剪切试验,研究水合物对赋存介质的强度与变形特性的影响。试验结果表明:在净围压相同的情况下,随着水合物饱和度增大,含CO_2水合物沉积物的强度和刚度都增大并出现剪胀现象,土样黏聚力也有明显上升,但对内摩擦角影响不大。在饱和度相同的情况下,随着围压的增大,土样的强度逐渐增强,应变硬化趋势明显,且剪胀趋势减弱。