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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (7): 1502-1510.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.07.011
于清泉1, 王孟1, 高芯燚1, 于强1, 范建国2, 隋建才2, 范作松3, 刘人太1, 4, 5, *
YU Qingquan1, WANG Meng1, GAO Xinyi1, YU Qiang1, FAN Jianguo2, SUI Jiancai2, FAN Zuosong3, LIU Rentai1, 4, 5, *#br#
摘要: 为量化分析含水饱和度对混凝土和砂岩气体渗透性的影响规律,揭示其内在机制,并为压缩空气储能地下硐库密封性评估提供依据,开展不同含水状态下多孔介质高压气体渗流试验。采用真空饱和法与失水法精确控制C45混凝土、C50混凝土和中砂岩试样的含水饱和度(0%、25%、50%、75%、100%),利用高压气体渗透测试平台在0.5~8.5 MPa气压范围内开展测试,获得不同含水饱和度下的气体渗透率数据;引入修正Kozeny经验模型进行拟合,并与低气压条件下的已有研究成果进行对比。结果表明: 1)气体渗透率随含水饱和度升高呈3阶段非线性衰减,饱和度低于25%时衰减缓慢,饱和度在25%~75%时衰减加快,饱和度超过75%时突变式下降,临界饱和度阈值为75%。2)内在机制在于液相赋存状态发生结构性转变,低饱和度时水相以孤立环状分布于小孔隙,气相通道保持连通;随饱和度升高,水相逐渐填充并堵塞主要渗流孔隙,气相有效连通路径减少;饱和度超过75%时水相形成连续分布,气相连通网络被大面积阻断,导致渗透率急剧下降。3)修正Kozeny模型与试验数据拟合良好,能够描述含水多孔介质气体渗透行为。