脆性岩石变形机制与渗透率关系研究

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1、2012年12月，第l8卷，第4期，719—723页高校地质学报December2012，Vo1．18，N0．4．P．719-723GeologicalJournalofChinaUniversities脆性岩石变形机制与渗透率关系研究张蕊，姜振泉，孙强，徐松山21．中国矿业大学资源与地球科学学院徐州221116；2．中南大学地学与环境工程学院长沙410083摘要：为研究脆性岩石变形机制与渗透率一应变的关系，根据脆性岩石应力一应变和渗透率一应变关系曲线分析指出：脆性岩石经压密、弹性变形和非稳定破裂后，内部微裂隙

2、出现丛集式发展，且不断合并、贯通，导致微观结构发生明显变化，使渗透率在临界破坏点处急剧增大；当岩石宏观破坏后，内部结构面上的岩桥或凸起体部分被剪断或磨平，使得岩石强度随变形突然下降，此时渗透率到达峰值。结合重整化群理论分析表明，脆性岩石在应力一应变曲线拐点处应变和渗透率峰值点处应变对应、临界破坏点处应变和渗透率急剧增大点处应变对应。通过试验研究和实例统计分析，验证了结论的合理性。关键词：脆性岩石；变形机制；渗透率；临界破坏点；重整化群理论；峰值点中图分类号：TU452文献标识码：A文章编号：1006—7493(

3、2012)04—0719—05StudyontheRelationshipoftheBrittleDeformationMechanismandPermeabilityofRocksZHANGRui’，JIANGZhenquan’，SUNQiang’，XUSongshan1．SchoolofResourcesandEarthScience，ChinauniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China；2．SchoolofGeosciencesandEnviron

4、ment，CentralSouthUniversity，Changsha410083，ChinaAbstract：Inordertostudytherelationshipofthebrittledeformationmechanismandpermeabilityofrocks，thecuiTesofstress—strainandpermeability-strainofrockswereanalyzed．Theresultsindicatethatthepermeabilityofrocksincreas

5、esrapidlyatthecriticalfailurepointbecauseofthesignificantchangesofthemicrostructurethatresultedfromtheclustergrouping，mergenceandtransfixionoftheinternalmicrofissurewiththecompaction，elasticdeformation，andprogressivefailure．ThepeakpermeabilityiSreachedwhenas

6、uddendecreaseofrockstrengthwiththedeformationoccurs，buthasacertainresidualstrengththatmaybecausedbytherockbridgesorasperitiesontheinternalstructuralplanewhicharerupturedpartiallyorcompletelyaftermacroscopicfailurebehaviorofrocks．Thestrainatthecriticalpointan

7、dturningpointonastress—straincurvecanbeanalogizedasthosecorrespondingtothestrainattherapidlyincreasedpointandthepeakpointonthepermeability—strainCuYveaccordingtotherenormalizationtheory．Theconclusionsarereasonablebytheexperimentalstudiesandexamplesofstatisti

8、calanalyses．Keywords：brittledeformationmechanism；permeability；criticalfailure；renormalizationgrouptheoryFirstauthor：ZHANGRui，Ph．D．candidate；E—mail：zhangruian5566@163．com收稿日期201卜06—06；修回日期：2011-I