卸荷變形條件下巖石滲流-應(yīng)力耦合特性三軸試驗研究.pdf

1、巖石的變形特性、力學(xué)性能、滲透規(guī)律、破壞特征等都受到開挖卸荷應(yīng)力路徑的影響，巖石的損傷程度、處于何種受荷狀態(tài)、是否會發(fā)生破壞等均與所處的滲流場、應(yīng)力場及其耦合作用密切相關(guān)。為了研究巖石在卸荷變形條件下的滲流-應(yīng)力耦合特性，本文在常規(guī)三軸加載、峰值前卸載圍壓和峰值后卸載圍壓三種路徑下，設(shè)置不同的圍壓水平、滲透壓水平對砂巖系統(tǒng)地開展了三軸試驗研究，論文主要的研究工作包括：
　　對砂巖開展在三種不同的加載路徑下同一滲透壓與三種圍壓分別耦

2、合作用的三軸試驗，著重探討了應(yīng)力-應(yīng)變特征、滲透率演化規(guī)律以及它們與聲發(fā)射特征、體積應(yīng)變之間的對應(yīng)關(guān)系。在此基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步開展了常規(guī)三軸加載路徑下和峰前卸圍壓路徑下的滲流-應(yīng)力耦合三軸試驗，試驗中設(shè)置了三個圍壓水平和三個滲透壓水平，深入分析了相關(guān)的試驗數(shù)據(jù)和破壞模式。
　　試驗結(jié)果表明，巖石在三種不同的加載路徑下，聲發(fā)射特性、應(yīng)力-（體積）應(yīng)變曲線、滲透率演化趨勢之間均表現(xiàn)出較好的對應(yīng)關(guān)系。滲透率曲線在常規(guī)三軸加載過程中呈“S”

3、型，在峰前卸圍壓路徑下呈“√”型。常規(guī)三軸加載路徑下聲發(fā)射能量信號呈現(xiàn)平靜、活躍、再平靜的分布狀態(tài)，峰值后卸載圍壓路徑下的聲發(fā)射活動表現(xiàn)出與常規(guī)三軸加載路徑下相似的規(guī)律，峰值前卸載圍壓路徑下在偏應(yīng)力水平發(fā)展階段的中后期出現(xiàn)一個明顯的突跳信號。圍壓和滲透壓會影響砂巖的脆延性、初始滲透率和三軸壓縮強(qiáng)度以及破壞模式和破壞的難易程度。在峰值前卸載圍壓路徑下，徑向變形比軸向變形對圍壓的降低更敏感，巖樣的變形模量隨著圍壓的降低而不斷降低，卸載圍壓的