钙芒硝（Na₂SO₄·Ca SO₄）矿是一种重要的硫酸盐矿床,是重要的化工原料芒硝的主要储存形式。在我国四川、青海、江苏、新疆等地钙芒硝矿储量极其丰富,在化工原料、医药工业、印染工业、食品工业等中广泛使用,具有巨大的工业价值。钙芒硝矿是工业提取硫酸钠的主要矿物之一,一些学者提出原位溶浸开采的办法对其进行开采。钙芒硝的原位溶浸开采是一个受液体、温度、浓度、应力影响的物理化学过程,各因素都会对其内部细观结构的演化、裂纹的发展有影响,进而对其力学性能产生影响。岩石材料的宏观力学特性与其内部细观结构演化有着十分密切的关系。充分考虑温度、浓度和轴向应力等条件对钙芒硝水溶开采的影响,研究其原位溶浸开采的增效机制。对多场耦合作用下钙芒硝的细观结构及溶解机制的研究,对我国盐矿的高效开采和油气储库建造有着重要的意义。本论文为了研究钙芒硝在THMC耦合作用下内部孔裂隙的细观结构演化规律,对钙芒硝进行了不同温度（20、65、95℃）,不同浓度（淡水、半饱和盐溶液、饱和盐溶液）和不同轴向压力（0、4、8、9.6 MPa）作用下的试验研究,对溶浸后的钙芒硝进行单轴加载,同时通过显微CT扫描,观察不同轴向应力作用下钙芒硝内部的裂纹演化特征。设置对照试验,研究自然状态下钙芒硝的结构特征变化。对显微CT图像进行处理和统计分析,研究对比钙芒硝孔隙参数的变化,分析温度、浓度和轴向应力对其作用机理。本研究主要得到以下结论:（1）利用显微CT技术对不同条件作用后的钙芒硝内部裂纹变化进行观察。不施加轴向应力时,内部结构致密,没有出现溶蚀裂隙。轴向应力为4MPa时,试件内部开始出现细裂纹,各条件下试件内部的裂纹形态差异较小;轴向应力为8 MPa时,不同条件下的钙芒硝内部裂纹的发展开始出现差异;轴向应力为9.6 MPa时,不同条件下的钙芒硝内部裂纹的发展出现明显的差异。在轴向应力为9.6 MPa作用下,淡水中溶浸后的钙芒硝裂纹数量最多,裂纹长度较短,开度最大,裂纹间连通性较好,裂纹最大长度1.8-2.5mm之间,最大开度在0.15-0.3 mm之间;半饱和盐溶溶浸后的钙芒硝产生的裂纹数量较多,开度较小,裂纹最大长度在2 mm左右,最大开度在0.5-1.3 mm之间;饱和盐溶液溶浸后的钙芒硝产生的裂纹数量最少,长度最长,开度较大,最大长度大于3 mm,最大开度在0.1-0.28 mm之间。（2）不同溶液对钙芒硝的溶浸侵蚀作用程度不同,钙芒硝试件在淡水中的溶浸软化效果优于盐溶液中的溶浸效果,钙芒硝在高温度溶液中的溶浸效果优于低温度溶液中的溶浸效果。比较温度作用对钙芒硝裂纹的影响,裂纹数量总体随温度的升高而增加,但影响较小。随溶浸浓度的升高,裂纹的数量减少,裂纹的长度增加。（3）随着溶浸液体浓度的升高,在饱和盐溶液中溶浸后的钙芒硝有较大颗粒的晶体析出并附着在试件表面,并且随溶液温度的升高晶体颗粒变大。一方面溶液浓度升高后钙芒硝试件表面的可溶物溶解速率降低,另一方面,晶体附着在试件表面,隔断了试件与液体的接触,进而进一步抑制了钙芒硝试件的溶解,减小了液体对试件的弱化作用。（4）利用图像分析软件对显微CT图像进行二值化处理,统计计算钙芒硝孔裂隙参数变化情况。无论试件是否进行溶浸试验,其变化规律具有通性。随轴向应力的升高,等效直径<0.05 mm的原生孔隙数量不断减少,等效直径在0.05-0.5 mm之间的孔隙逐渐增多,当应力为8 MPa时出现了等效直径>0.5 mm的裂隙,9.6 MPa时裂纹开度变大,孔隙率继续增加。但钙芒硝的孔隙参数在数量上也有一定的差异性。无论是否有轴向应力的作用,淡水中溶浸后的钙芒孔隙总数量最大,并且随着溶浸液体浓度的升高,孔隙总数量在逐渐减少。自然状态下的钙芒硝试件内的孔隙率最低。（5）钙芒硝在THMC耦合作用下,影响试件内部结构变化的因素主要有溶液的温度、浓度、轴向载荷的大小以及试件溶浸时间的长短。液体的溶浸作用对钙芒硝的力学性质有软化效果,降低其力学强度。由于轴向载荷的作用,会进一步加剧钙芒硝试件裂纹的发生发展,裂纹的发生又为溶液的渗透提供了通道,大大加剧了钙芒硝的溶解效果。受压后的钙芒硝变化与试件溶浸时间的长短有关系,在相同溶浸时间的条件下外加载荷的大小对试件内部裂纹产生起到决定作用,而溶液浓度的高低则为关键作用。相比对照试验,在溶液中THMC耦合作用下能较好的增加钙芒硝的孔隙率,提高溶浸采矿效率。