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《岩石全应力应变过程对应的渗透率_应变方程》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、.第17卷岩土工程学报Vol17No.21995年ChinalofGa〕technicalEng,ner,ngesJournMar1995岩石全应力应变过程对应的渗透率一应变方程‘李世平李玉寿吴振业,,(中国矿业大学岩控中心徐州221008)文摘本文得到的试验结果证实岩石的渗透系数或渗透率在全应力应变过程中是应力应变的函,。,一一数并拟合出岩石的渗透率应变方程该方程用在应力场渗流场藕合的数值分析中能使计算。结果更符合工程实际,,关键一词岩石渗透性全应力应变过程渗透率应变方程1前言,、、一渗流场或应力场渗流场的藕合计算是水利工程石油
2、开采水下采煤以及其它涉及。地下水渗流的工程设计中经常需要进行的数值分析工作较早的文献[‘,2;中,多把岩石中水的渗透系数或渗透率定义为常数。在渗流场或应力场,。一渗流场藕合分析中渗透系数也被当作常数处理【3一“;,、,。但是坝基岩体各类地下工程围岩都处在一定的应力状态和应力水平之下在低应力水平下,岩体渗透率低,工程可能是稳定的。但在高应力水平下,岩体渗透率可能成数十,。,,倍增加工程的稳定性就可能出问题显然岩石渗透性研究中的一个重要课题就是研究。不同应力状态和应力水平下的岩石渗透性规律,,,本文所指的应力状态着重在有无围压即是单轴
3、还是三轴应力状态以及有无孔压的。作用应力水平主要指轴向应力或主应力差的大小是处在全应力应变曲线的峰前区的弹性、、,。段弹塑性(强化)段峰值应力还是峰后区的应变软化段以至于塑性流动段本文的重。点只讨论应力水平对岩石渗透率的影响问题,1952年法国MalPaset大坝失事的主要教训之一是没有预测到建坝前后应力水平的变,。化造成坝基下断层的渗透系数增加了将近10倍而未对坝基作排水设计之“;近年来在核废。,料库工程建设中实测到岩石的渗透系数可变化l一2个数量级仁“;所以关于应力水平对岩,。石渗透系数的影响问题已引起世界众多学者的关注并已进
4、行了一些研究工作例如LOuis,,-与Feugasnow以及Jone、等都提出过岩石渗透系数随应力大小变化的经验公式上7」豁mer,。ton讨论过应力大小对煤的渗透性的影响:“〕Brace系统总结了这方面已有的试验资料[”〕,这些研究的共同点是只涉及峰前区应力应变大小对岩石渗透性的影响而且多数得出随应力国家自然科学基金资助项目。一一.到稿日期:19930213岩土工程学报1995年。,增加岩石渗透系数减小的结果发nseny〔‘”弓则将研究范围扩大到峰值应力得出达应力峰值,。时岩石渗透率只有少许增加的结论。至今尚未见文献报导全应力应
5、变过程下岩石渗透性变化的试验结果本文利用从美国.M02型电液eleet一hydraulicservocontedTS公司引进的815伺服岩石力学试验系统(roroll,kmeehanie、testing,ystem){{‘]对殷庄砂岩的全应力应变过程的渗透率变化规律进行了roc。较大规模的系统的试验研究根据最新的试验结果证实岩石的渗透系数或渗透率在全应力应,。一变过程中是应力应变的函数并拟合出该种岩石的渗透率应变方程2试验设计及试验结果。。L16431所示试验按照三因素四水平正交表()设计实际完成的正交试验情况如表。,。共进行了1
6、6次试验每次全应力应变试验过程包含9一25个试验点共完成237个试验点,。一图1绘出了以每次试验结果同时得出全应力应变曲线和渗透率应变曲线等两条曲线OP一16。一。一k一。。为代表的试验全应力应变()曲线和渗透率应变()曲线衰116次正交试验概况衰序号试件编号123全过程一围孔压有效围压验点数水试件尺寸(crn)水围压水孔包含试aa〕a平平(MP)平压比(MP)(Nn)号直径高度号号lOP一4一115.4104.080l5l0.84ll22()P一1一1l5,4174,0492l520.696143OP一2一3l5.4203.96
7、43253一0.4l015l4.4()P一一..一4032l540940954,2832940..5OP一1025.40560311520632l5.6(〕F一625.4145.875215l0812{一32l.一一.4006一7(〕P712511732540.252025..·.8()1〕一12一2254006090440304l624149()P一1435.4007.817l530.42314.10OP一11一2一35.4077914,21540.2312l5l1OP一9一135.403一}7.725325!l0.82()一5
8、l712()P一8一135.4()38.1264!2‘,24l61540一一一一一..!l3OP5145.4009856l5402l4l3.l4OP一1345.41010802l530.46912..l5OP一15454009.239一325206
