含水合物細(xì)粒土的強(qiáng)度和變形特性

劉 莉, 馬慧龍, 蔣 平, 陳孔磊， 顏榮濤

(1.廣西建筑新能源與節(jié)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 桂林 541004； 2.中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院， 青島 266100； 3.廣西北投興東置業(yè)有限公司， 南寧 530029)

天然氣水合物(俗稱可燃冰)是由氣體(主要為甲烷)和水在高壓低溫條件下形成的類冰狀非化學(xué)計(jì)量的籠型化合物[1]，廣泛分布在海洋陸地邊緣和寒區(qū)凍土深處的孔隙中[2]。在中國(guó)，甲烷水合物主要存在于南海、東海和青藏高原等地域，中國(guó)正處在快速發(fā)展的階段，對(duì)能源需求量的日益增大，由于甲烷水合物儲(chǔ)量大、潔凈、能源密度高、埋藏淺等特點(diǎn)吸引了國(guó)家的高度重視，并取得了一系列的重要進(jìn)展。中國(guó)于2007年、2008年、2013年分別在南海神狐海域、祁連山凍土區(qū)、珠江口盆地等地區(qū)成功獲取了天然氣水合物實(shí)物巖心試樣[3-5]。特別是2017年和2020年，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在南海神狐海域的兩次成功試采[6-7]，標(biāo)志著中國(guó)在該領(lǐng)域走在了世界前列。

天然氣水合物是一把雙刃劍，在給人類帶來(lái)機(jī)遇的同時(shí)，也讓人類面臨著重要的挑戰(zhàn)。水合物在開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生氣體和水，孔壓急劇上升，同時(shí)水合物的分解弱化了土顆粒間的膠結(jié)作用，引起儲(chǔ)層的強(qiáng)度降低，可能會(huì)引發(fā)海底沉降，海底滑坡等災(zāi)害，造成鉆井平臺(tái)失穩(wěn)、海底管道損壞、井壁崩塌等事故，以及未及時(shí)捕獲甲烷，甲烷逃逸到海水和大氣中，造成海水中大量生物的死亡和溫室效應(yīng)等后果[8]。因此，深度刻畫含水合物沉積物的強(qiáng)度和變形特性是保證天然氣水合物安全高效開(kāi)采的重要前提。

Winters等[9]對(duì)含水合物原狀砂樣和重塑的含水合物渥太華砂樣進(jìn)行三軸試驗(yàn)，證實(shí)了含水合物砂樣剪切強(qiáng)度增加的程度與孔隙中水合物的含量和分布狀態(tài)有關(guān)。Hyodo等[10-11]通過(guò)低溫高壓三軸儀器對(duì)重塑的含甲烷水合物砂樣進(jìn)行測(cè)試，顯示了含水合物砂樣的強(qiáng)度受到水合物飽和度，剪切速率，反壓等因素的影響。Choi等[12]對(duì)含非膠結(jié)型水合物沉積物進(jìn)行多級(jí)加荷和單級(jí)加荷三軸試驗(yàn)，結(jié)果表明兩種試驗(yàn)方法的峰值強(qiáng)度和剪脹特性吻合較好，但剛度相差很大。為了探究水合物賦存的多孔介質(zhì)對(duì)強(qiáng)度產(chǎn)生的影響，Yun等[13]合成了含四氫呋喃(THF)水合物砂、粉土、黏土試樣，并對(duì)其進(jìn)行三軸壓縮試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)含水合物沉積物的強(qiáng)度、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系與沉積物的粒徑密切相關(guān)。王哲等[14]合成了含水合物不同粒徑的石英砂樣，通過(guò)三軸試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)破壞強(qiáng)度隨著石英砂平均粒徑的增大而變大。吳起等[15]以砂為載體，形成了含甲烷水合物試樣，為了保持水合物飽和度和分布不變，對(duì)一個(gè)試樣進(jìn)行三級(jí)加載三軸剪切，研究了兩種降壓方式下含水合物試樣的強(qiáng)度和變形，結(jié)果顯示在不同的降壓時(shí)期水合物的含量和有效圍壓對(duì)強(qiáng)度和變形的影響程度不同。吳楊等[16]合成了3種含不同細(xì)粒含量的甲烷水合物試樣，發(fā)現(xiàn)破壞強(qiáng)度和剪脹性均隨著細(xì)粒含量的增加而顯著提高。Priest 等[17]對(duì)來(lái)自印度近海的試樣進(jìn)行三軸剪切，發(fā)現(xiàn)含水合物粗粒土的不排水剪切強(qiáng)度高于無(wú)水合物的細(xì)粒土剪切強(qiáng)度?？紤]到形成二氧化碳水合物所需的溫壓條件較為容易，同時(shí)二氧化碳可以置換天然氣水合物中的甲烷等原因，一些學(xué)者也對(duì)二氧化碳水合物沉積物的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究，顏榮濤等[18]研究了不同的水合物形成方法對(duì)含二氧化碳水合物砂樣強(qiáng)度的影響。為了比較二氧化碳水合物和甲烷水合物沉積物力學(xué)性質(zhì)的差異，Miyazaki等[19-20]合成了含甲烷水合物砂樣和含二氧化碳水合物砂樣并進(jìn)行三軸壓縮測(cè)試，從微觀的角度解釋了在高飽和度情況下含甲烷水合物砂樣的剪切強(qiáng)度和切線模量大于含二氧化碳水合物沉積物的原因。

從上述可以看出，對(duì)含水合物沉積物力學(xué)性質(zhì)的研究目前主要還是針對(duì)砂土骨架，對(duì)于含水合物細(xì)粒土的研究很少[21]，而中國(guó)南海神狐海域水合物賦存區(qū)的沉積物是以泥質(zhì)粉細(xì)砂為主[22]，其沉積物含有大量的細(xì)顆粒土。針對(duì)南海神狐海域水合物賦存區(qū)的沉積物，石要紅等[23]、魯曉兵等[24]利用三軸壓縮試驗(yàn)對(duì)含THF水合物細(xì)粒土沉積物的力學(xué)特性進(jìn)行了研究。但這些研究并不系統(tǒng)，若要清楚深入揭示水合物形成對(duì)細(xì)粒土沉積物的變形和強(qiáng)度影響規(guī)律及機(jī)理仍需要大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。泥質(zhì)粉細(xì)砂為骨架的含水合物土強(qiáng)度和變形性質(zhì)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)仍然缺乏。在此背景下，現(xiàn)依據(jù)南海神狐海域水合物賦存區(qū)的沉積物顆粒級(jí)配，配置細(xì)粒土沉積物，并且用THF水合物替代甲烷水合物制備含水合物細(xì)粒土沉積物，通過(guò)溫控三軸儀器對(duì)其進(jìn)行剪切測(cè)試，分析含水合物細(xì)粒土沉積物變形和強(qiáng)度特性，進(jìn)一步揭示水合物形成對(duì)沉積物強(qiáng)度和變形特性的影響規(guī)律。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

考慮到獲取含天然氣水合物原狀巖樣和進(jìn)行原位試驗(yàn)技術(shù)的局限，目前進(jìn)行力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)的主要手段是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)合成含甲烷水合物試樣。但是由于甲烷在水中的溶解很低，合成甲烷水合物條件苛刻，需要特殊的高壓低溫設(shè)備，并且很難獲得均勻試樣，可重復(fù)性低。試驗(yàn)采用THF水合物代替甲烷水合物，這是因?yàn)門HF水合物與甲烷水合物在一些物理性質(zhì)上(熱傳導(dǎo)系數(shù)、比熱、重度等)比較相似，盡管含THF水合物沉積物和含甲烷水合物沉積物的力學(xué)特性并不一樣，但是通過(guò)含THF水合物沉積物的力學(xué)特性來(lái)分析含甲烷水合物沉積物的力學(xué)特性仍然存在科研價(jià)值[25]。一些學(xué)者均采用過(guò)THF水合物代替甲烷水合物來(lái)研究含水合物沉積物的物理力學(xué)性質(zhì)[13,23-24]，此外，THF和水可互溶，在常壓和4.4 ℃以下即可形成水合物，易形成水合物均勻分布的試樣。因此，本試驗(yàn)選用THF代替甲烷，來(lái)研究含水合物沉積物的力學(xué)性質(zhì)。參照2007年水合物鉆探GMGS-1航次在中國(guó)南海神狐海域鉆井SH2[22]、SH3[26]、SH7[22]獲取的原狀含水合物巖樣，配置了本次試驗(yàn)所需的細(xì)粒土沉積物，比重為2.69，其顆粒級(jí)配曲線如圖1所示。試驗(yàn)所采用THF由西隴科學(xué)股份有限公司生產(chǎn)，純度>99%。

圖1 沉積物骨架的顆粒級(jí)配曲線

1.2 試驗(yàn)裝置

所有試樣的強(qiáng)度測(cè)試均在溫控三軸裝置中進(jìn)行，圖2為試驗(yàn)裝置實(shí)物圖。該裝置主要由雙腔室，溫度控制系統(tǒng)，壓力加載系統(tǒng)，軸向加載系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。三軸裝置的最大軸向載荷為 9 kN；外腔室通過(guò)從恒溫水浴中流動(dòng)的制冷液體(乙二醇和蒸餾水混合液)精確控制試驗(yàn)所需的溫度環(huán)境，可提供的溫度范圍為-20～80 ℃，精度為0.1 ℃。圍壓泵可提供的最大壓力為3 MPa，精度為1 kPa。溫度傳感器(Pt 100型，精度為0.1 ℃)位于試樣的底部，用于測(cè)量試樣的溫度。計(jì)算機(jī)采集并記錄圍壓、圍壓體積、溫度、軸向位移和軸向載荷等數(shù)據(jù)。所有的管道均用保溫材料包裹，以優(yōu)化試驗(yàn)所需的工作環(huán)境。

圖2 三軸試驗(yàn)裝置實(shí)物圖

1.3 制樣制備及剪切過(guò)程

1.3.1 樣品的制備

根據(jù)文獻(xiàn)[27]，當(dāng)THF和水的質(zhì)量比為19∶81時(shí)，二者可完全轉(zhuǎn)化為THF水合物。本研究中考慮到制樣過(guò)程中THF可能揮發(fā)，故設(shè)定THF和水的質(zhì)量比為20∶80，根據(jù)相平衡條件[14],在一個(gè)大氣壓和4.4 ℃以下即可形成水合物。參照文獻(xiàn)[24]中的預(yù)凍結(jié)法制備含THF水合物試樣。具體過(guò)程如下：①將一定量(根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)水合物飽和度)上述配置比例的THF溶液與制備好的細(xì)粒土在自封塑料袋中均勻混合，并靜置24 h；②在自制的壓樣器中按照干密度分四層壓實(shí)，層與層之間刨毛；③將壓實(shí)的試樣連同制樣器(使用保鮮膜完全密封)放入到-10 ℃的冰柜48 h(誘導(dǎo)水合物成核)，然后將取出的樣品放入1 ℃的冰柜中72 h(形成水合物)，即認(rèn)為含THF水合物沉積物樣品形成結(jié)束[23]，形成的樣品為非飽和狀態(tài)，即樣品孔隙中只有水合物和氣體。所有試樣的直徑均為39.1 mm，高度80 mm，干密度為1.6 g/cm3。

1.3.2 樣品中水合物飽和度的精確控制方法

以25%水合物飽和度的試樣為例，水合物飽和度(Sh)的定義為樣品孔隙中水合物的體積與孔隙總孔隙體積的比值。四氫呋喃(THF)水合物的分子式是C4H8O·17H2O。如上所述，設(shè)定THF和水的質(zhì)量比為20∶80。因此，水合物飽和度為25%的樣品所需的水和THF所需的質(zhì)量分別為

(1)

(2)

式中：ρh為THF水合物的密度，取0.967 g/cm3；Sh為水合物飽和度，取25%；V為試樣的體積，取 96 cm3；ρd為試樣的干密度，這里為1.6 g/cm3；Gs為土顆粒的比重，取2.69；ρw為水的密度。

因此，一個(gè)試樣(Sh=25%)所需干土153.6 g，所需THF的質(zhì)量為1.90 g，所需的去離子水質(zhì)量為7.61 g。一次制備500 g干土樣，則所需THF質(zhì)量為6.19 g，所需的去離子水質(zhì)量為24.77 g。為了精確控制THF溶液的質(zhì)量，將THF和水的質(zhì)量和的二倍(即61.92 g)在燒杯中均勻混合，從燒杯中提取30.96 g混合好的THF溶液和500 g土樣在密封塑料袋中均勻混合。實(shí)驗(yàn)室有冷庫(kù)，制備試樣的所有過(guò)程均在冷庫(kù)中進(jìn)行，冷庫(kù)的低溫環(huán)境可以減少THF的揮發(fā)。

1.3.3 樣品的剪切

將制備好的試樣置于三軸室內(nèi)，然后施加預(yù)先設(shè)定的圍壓，進(jìn)行排水剪切，剪切速率0.1 mm/min，試驗(yàn)剪切至軸向應(yīng)變20%試驗(yàn)結(jié)束。在整個(gè)剪切過(guò)程中，通過(guò)水浴循環(huán)控制試樣的溫度在1 ℃以保證THF水合物不分解。為了探究水合物含量和圍壓對(duì)細(xì)粒土沉積物力學(xué)性質(zhì)的影響，本次試驗(yàn)設(shè)定的圍壓為0.5、1、2 MPa，試樣控制的水合物飽和度分別為0%、25%、45%、60%。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系

應(yīng)力應(yīng)變曲線反映了一種材料在變形過(guò)程中的力學(xué)特征。圖3(a)～圖3(c)給出了0.5、1、2 MPa 圍壓下不同水合物飽和度的含水合物細(xì)粒土樣品的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，其中體應(yīng)變正號(hào)表示壓縮。

圖3 不同圍壓下含水合物細(xì)粒土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系

從圖3中來(lái)看，在0.5 MPa圍壓時(shí)，含水合物試樣均呈現(xiàn)應(yīng)變軟化特征，特別是水合物飽和度為45%和60%時(shí)應(yīng)變軟化更加明顯，即隨著飽和度的增加，試樣由弱軟化特征逐漸向強(qiáng)軟化特征變化；而在1 MPa和2 MPa圍壓下，所有試樣均沒(méi)有明顯的應(yīng)變軟化特征，呈現(xiàn)出應(yīng)變硬化特性。在水合物飽和度相同時(shí)，如Sh=45%，隨著圍壓的增加，含水合物試樣的應(yīng)力應(yīng)變曲線從應(yīng)變軟化向應(yīng)變硬化轉(zhuǎn)變。這一現(xiàn)象與前人試驗(yàn)結(jié)果[11]一致，即圍壓越低、水合物飽和度越高，試樣表現(xiàn)出的應(yīng)變軟化特征越為明顯。

圖3顯示了含水合物試樣在剪切作用下體積應(yīng)變的演化(圍壓為0.5、1、2 MPa)。圖3中顯示出所有含水合物試樣均表現(xiàn)出剪縮。然而，隨著水合物飽和度的增加，這種剪縮效應(yīng)逐漸減弱。這主要是由于水合物形成膠結(jié)土顆粒，使土體結(jié)構(gòu)性越強(qiáng)，具備了更好抵抗體積變形的能力。另外，對(duì)于相同的水合物飽和度，剪縮效應(yīng)隨著圍壓的增大而增大，這是因?yàn)檩^大的圍壓使膠結(jié)土顆粒的水合物出現(xiàn)剝離和破碎，顆粒間發(fā)生重新排列致使粒間接觸更加致密，相應(yīng)的體積壓縮量也就越大。

對(duì)于含水合物砂土沉積物，剪切過(guò)程一般會(huì)使試樣表現(xiàn)出剪脹，而含水合物細(xì)粒土沉積物均表現(xiàn)出剪縮現(xiàn)象，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的根本原因如下：對(duì)于粗粒土，當(dāng)施加到一定的剪應(yīng)力時(shí)，砂土顆粒和水合物會(huì)出現(xiàn)剝離和解膠結(jié)，但是顆粒較大很難進(jìn)入到孔隙中，剪應(yīng)力的作用促使水合物出現(xiàn)破碎，旋轉(zhuǎn)和越過(guò)土顆粒等行為，這些行為會(huì)使試樣出現(xiàn)剪脹。而對(duì)于細(xì)顆粒土，在剪切作用下，土顆粒和水合物旋轉(zhuǎn)和重新排列，細(xì)小的顆?？梢赃M(jìn)入到孔隙中，使土樣致密化，試樣體積減小。

2.2 強(qiáng)度

強(qiáng)度反映了土樣抵抗破壞的能力，對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行分析可知：當(dāng)應(yīng)力應(yīng)變曲線存在應(yīng)變軟化時(shí)，取偏應(yīng)力峰值作為強(qiáng)度，當(dāng)應(yīng)力應(yīng)變曲線屬于硬化型時(shí)，取15%軸向應(yīng)變對(duì)應(yīng)的偏應(yīng)力作為強(qiáng)度。

圖4顯示了含水合物試樣的破壞強(qiáng)度隨飽和度和圍壓的變化關(guān)系。從圖4中可看出，飽和度相同時(shí)剪切強(qiáng)度隨著圍壓的增加而增加。這是由于圍壓的增加促使了顆粒與水合物的相互作用，增大了接觸面積和摩擦阻力，抑制了裂縫的增加，阻止了顆粒間的滑移或重新排列，使得土樣可以更強(qiáng)地抵抗由軸向荷載引起的破壞。

從圖4中還可看出，隨著水合物含量的增大，試樣表現(xiàn)出強(qiáng)度增大的趨勢(shì)，表明了在沉積物中的固體賦存物質(zhì)會(huì)提高土體的強(qiáng)度，這是由于水合物的形成對(duì)土體存在膠結(jié)或填充效應(yīng)，增大了土體的抗剪能力，進(jìn)而導(dǎo)致土體強(qiáng)度的增加。

圖4 含水合物細(xì)粒土的破壞強(qiáng)度隨飽和度的變化關(guān)系

2.3 剛度

含水合物土為非彈性材料，獲取初始模量E0較為困難。本次試驗(yàn)使用割線模量E50描述試樣的剛度。E50的定義為應(yīng)力應(yīng)變曲線中破壞強(qiáng)度值一半的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率。圖5給出了不同圍壓下含水合物細(xì)粒土試樣的E50隨飽和度變化關(guān)系圖。對(duì)于含水合物試樣來(lái)說(shuō)，圍壓越大，E50就越大，是因?yàn)檩^大的圍壓使得試樣更加致密，在荷載作用下具有更大抵抗變形的能力；隨著水合物含量的增加，水合物在試樣孔隙中的膠結(jié)和填充程度也在增加，造成了較高飽和度的含水合物試樣模量大。

圖5 E50隨飽和度的變化關(guān)系圖

2.4 強(qiáng)度參數(shù)

基于莫爾-庫(kù)倫強(qiáng)度準(zhǔn)則，分析了含水合物沉積物的強(qiáng)度指標(biāo)(黏聚力和內(nèi)摩擦角)隨飽和度的變化關(guān)系。圖6給出了黏聚力隨飽和度的變化趨勢(shì)。整體來(lái)看，含水合物沉積物的黏聚力隨水合物飽和度的增加明顯提升，這主要是由于水合物的形成對(duì)土顆粒間膠結(jié)作用提升了黏聚力。圖7中給出了魏厚振等[28]含CO2水合物砂土的黏聚力，對(duì)比可知本試驗(yàn)測(cè)得黏聚力比魏厚振等[28]測(cè)試的含CO2水合物砂土的黏聚力要小。

圖6 黏聚力隨水合物飽和度的變化關(guān)系圖

圖7 內(nèi)摩擦角隨飽和度的變化關(guān)系圖

圖7中顯示了含水合物試樣的內(nèi)摩擦角隨飽和度的變化關(guān)系?？梢杂^察到含水合物試樣的內(nèi)摩擦角隨飽和度的變化基本保持不變，說(shuō)明了水合物的存在對(duì)內(nèi)摩擦角的貢獻(xiàn)很小，這與含水合物砂土沉積物的結(jié)果一致[29]。隨著飽和度的增加，對(duì)含水合物沉積物破壞強(qiáng)度的提升主要是黏聚力強(qiáng)度的貢獻(xiàn)，而內(nèi)摩擦角貢獻(xiàn)很少。

2.5 含水合物細(xì)粒土強(qiáng)度與圍壓、水合物飽和度的關(guān)系

在圖8中顯示了應(yīng)力莫爾圓與強(qiáng)度包絡(luò)線相切時(shí)的傾角φ，此時(shí)表明土體在該點(diǎn)達(dá)到極限平衡狀態(tài)[30],即

(3)

式(3)中：O′A和O′O″的意義如圖8所示，其中O″為各向同性抗拉強(qiáng)度?；?jiǎn)整理得

гf為破壞剪應(yīng)力；г為剪應(yīng)力

(4)

式(4)中：σ1為大主應(yīng)力；σ3為小主應(yīng)力(即圍壓)；c為黏聚力；φ為內(nèi)摩擦角。

從2.4節(jié)試驗(yàn)結(jié)果可知，隨水合物飽和度的增加，含水合物沉積物的黏聚力明顯增加，而內(nèi)摩擦角基本保持不變。因此，假定含水合物土的黏聚力c為飽和度Sh的函數(shù)，內(nèi)摩擦角φ為一常數(shù)。式(4)可以進(jìn)一步表示為

(5)

由于水合物飽和度增加而增加的強(qiáng)度增值為

(6)

通過(guò)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)Δσ1(Sh)與水合物飽和度(Sh)的關(guān)系進(jìn)行擬合得

(7)

式(7)中：a=0.008 48，b=1.177 94。結(jié)合式(6)和式(7)，整理得

(8)

再把式(8)代入式(5)得

(9)

式(9)中：c(Sh=0)=0.025 41，φ=30.85°，a=0.005 310，b=1.020 980。

式(7)表示了含水合物沉積物的強(qiáng)度與圍壓、水合物飽和度的關(guān)系模型。將圍壓(0.5，1，2)、水合物飽和度(0，25，45，60)代入式(9)，得到破壞強(qiáng)度計(jì)算值(圖9)，并與破壞強(qiáng)度試驗(yàn)值進(jìn)行比較。

紅色字體為計(jì)算值，黑色字體為試驗(yàn)值

在圖9中可以看出，在低水合物飽和度時(shí)試驗(yàn)值和計(jì)算值吻合較好，在高水合物飽和度時(shí)有些偏差。2007年中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在南海神狐海域GMGS1航次SH2、SH3、SH7 3個(gè)站位中獲得的原位巖樣，顯示出水合物飽和度的范圍為0%～47.3%[27]。因此式(9)中關(guān)于含水合物沉積物的破壞強(qiáng)度與圍壓和水合物飽和度的關(guān)系式可以較好地分析該地區(qū)的強(qiáng)度變化。

3 結(jié)論

(1)水合物飽和度和圍壓協(xié)同影響含水合物細(xì)粒土沉積物的應(yīng)力應(yīng)變曲線特征。含水合物試樣在剪切過(guò)程中均表現(xiàn)為剪縮。由于水合物膠結(jié)效應(yīng)，剪縮效應(yīng)會(huì)隨水合物飽和度增大而減??；剪縮效應(yīng)會(huì)隨著圍壓增加而變大，這是由于膠結(jié)土顆粒的水合物在較大的圍壓下出現(xiàn)剝離和破碎，水合物顆粒進(jìn)入到土體的孔隙中，致使體積應(yīng)變?cè)龃蟆?/p>

(2)水合物的存在可以明顯改善土體的強(qiáng)度和剛度。并且隨著水合物含量和圍壓增大，試樣的強(qiáng)度和剛度也增大，這主要是因?yàn)樗衔锏哪z結(jié)作用及圍壓的壓密作用。

(3)含水合物細(xì)粒土的黏聚力隨飽和度增加明顯增大，而內(nèi)摩擦角基本保持不變。

(4)建立了含水合物細(xì)粒土破壞強(qiáng)度與圍壓、水合物飽和度間的關(guān)系式，該關(guān)系式的強(qiáng)度計(jì)算值與試驗(yàn)值基本吻合。