卸荷變形條件下巖石滲流-應力耦合特性三軸試驗研究.pdf

1、巖石的變形特性、力學性能、滲透規律、破壞特征等都受到開挖卸荷應力路徑的影響，巖石的損傷程度、處于何種受荷狀態、是否會發生破壞等均與所處的滲流場、應力場及其耦合作用密切相關。為了研究巖石在卸荷變形條件下的滲流-應力耦合特性，本文在常規三軸加載、峰值前卸載圍壓和峰值后卸載圍壓三種路徑下，設置不同的圍壓水平、滲透壓水平對砂巖系統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，著重探討了應力-應變特征、滲透率演化規律以及它們與聲發射特征、體積應變之間的對應關系。在此基礎之上，進一步開展了常規三軸加載路徑下和峰前卸圍壓路徑下的滲流-應力耦合三軸試驗，試驗中設置了三個圍壓水平和三個滲透壓水平，深入分析了相關的試驗數據和破壞模式。
　　試驗結果表明，巖石在三種不同的加載路徑下，聲發射特性、應力-（體積）應變曲線、滲透率演化趨勢之間均表現出較好的對應關系。滲透率曲線在常規三軸加載過程中呈“S”

3、型，在峰前卸圍壓路徑下呈“√”型。常規三軸加載路徑下聲發射能量信號呈現平靜、活躍、再平靜的分布狀態，峰值后卸載圍壓路徑下的聲發射活動表現出與常規三軸加載路徑下相似的規律，峰值前卸載圍壓路徑下在偏應力水平發展階段的中后期出現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