饱水岩石加载变形过程中视电阻率-渗透率的关联性.pdf

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1、第4O卷第2期煤田地质与勘探VO1．40NO．22012年4月C0ALGEID]L()GY&EXPI．oR[10NApr．2012文章编号：1001—1986(2012)02-0086—05饱水岩石加载变形过程中视电阻率一渗透率的关联性孙强，一-，冯永，朱术云，杨彩一，薛雷4(1．中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州221116；2．河南工业大学土木建筑学院，河南郑州450001；3．中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州，221116；4．中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室，北京100029)摘要：根据岩石受载变形破坏过程中视电阻率和

2、渗透率的演化规律，分析了岩体破坏过程中视电阻率和渗透率变化的关联性，指出饱水条件下岩石变形破坏过程中视电阻率与渗透率关系密切。基于Archie公式和Carman．Kozeny公式，推导出了饱水岩石渗透率和视电阻率之间的关系式。同时，从岩石加载过程变形破坏的细观分析角度，探讨了渗透率一视电阻率关系式的合理性，进而指出了其成立的基础条件和应用意义。关键词：视电阻率；渗透率；微观机制；应力应变曲线中图分类号：TD315文献标识码：ADOI：10．3969~．issn．1001。1986．2012．02．021Analysisontherelationbetweenresistivit

3、yandpermeabilityofsaturatedrockduringloadingprocessSUNQiang’，FENGYong，ZHUShuyun，GCai，UELei(1．SchoolofResourcesandEarthscience，ChinauniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China；2．SchoolofCivilEngineering，HenanUniversityofTechnology，Zhengzhou450001，China；3．StateKeyLaboratoryfo，Geomechani

4、csandDeepUndergroundEngineering,ChinaUniversityofMining＆Technol-ogy，Xuzhou221116，China；4．KeyLaboratoryofEngineeringGeomechanics，InstituteofGeologyandGeophysics，ChineseAcademyofSciences，Beij'ing100029，China)Abstract：Aimingattheevolutionofresistivityandpermeabilityduringloadingprocessinrockfai

5、lure，itisshownthatthereisacloserelationshipbetweenresistivityandpermeabilityundersaturatedstate．Themathematicalex—pressionofresistivityandpermeabilitybasedonequationsofArchieandCarman—Kozenywasobtained．Themi-cro—mechanismevolutionofresistivityandpermeabilitycanbedescribedasfollows：theexpandi

6、ngandinteractionofmicro-cracksleadchange．Theapplicationoftherelatedmodelisalsodiscussed．Keywords：resistivity；permeability；micro-mechanism；stress—-straincurve岩体失稳预测是岩石力学与地质工程以及地质的导水通道，这也导致了岩体渗透率具有显著的各灾害研究所面临的问题，涉及地震、滑坡、崩塌、向异性，体现为岩体结构控渗效应【2]。然而对于岩煤矿突水、地下工程和矿井围岩的塌方以及地表塌体失稳的实际过程中，渗透率测试是很困难的，这陷等。

7、这些灾害的孕育和发展过程中，岩体内部会主要体现在：a．岩石变形破坏过程中，如何同时测产生新的裂隙或旧裂隙发展【l】，随着岩体内裂隙的得存在空间各向异性的渗透率值；b．如何获取连续发展，岩体视电阻率、渗透率均不断发生变化。的渗透率变化曲线，避免人为应力路径对渗透率测渗透率是反映水在岩体介质中运移能力的重要试的影响。参数。对于岩体介质来说，渗透率会随着研究尺度通过监测视电阻率变化，成为一种重要的岩石的不同而有所变化。例如岩体，其渗透性能主要受失稳预测手段【3]。Brace指出，在不同恒定围压和岩