三轴受压状态下岩石试块变形破坏过程中孔隙水压的变化特征及其临界破裂前兆.pdf_大学文库

工程科学学报，第37卷，第4期：399-406,2015年4月 Chinese Journal of Engineering,Vol.37,No.4:399-406,April 2015 D0:10.13374j.issn2095-9389.2015.04.001:htp:/journals..usth.edu.cm 三轴受压状态下岩石试块变形破坏过程中孔隙水压的变化特征及其临界破裂前兆张月征，纪洪广☒ 北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083 ☒通信作者，E-mail:jihongguang@ces.usth.cdu.cn 摘要为讨论饱水岩石中孔隙水压与损伤变形过程的关联性，探究岩石破坏的孔隙水压前兆特征信息，采用三轴压缩试验、渗流实验相结合的方法，分析了在不同孔隙水压和不同围压条件下饱水岩石变形破坏过程中损伤扩展与孔隙水压变化的内在联系.研究表明：(1)开放饱和岩石单元体中，岩石在受荷破坏全过程中的初始压密、弹性压缩、塑性变形和破坏失稳阶段，孔隙水压呈现增高、稳定、逐渐减小和锐减变化：(2)岩石破坏的孔隙水压前兆特征明显，在主破裂前夕，内部损伤加剧，裂隙贯通，孔隙水压将失去稳定状态，孔隙水压由稳态锐减可作为岩石破裂的前兆信息：(3)在应力变化大、高孔隙水压以及高围压条件下，孔隙水压对损伤发展更为敏感，响应也更明显，孔隙水压与损伤发展相互影响，互为关联，损伤扩展造成孔隙水压降低，孔隙水压降低又促进损伤发展；(4)可以尝试在深部开采工程中监测岩体内部孔隙水压的变化来预测岩体失稳的突发性灾害. 关键词岩石力学：压缩试验：破裂：孔隙水压分类号TD315:0351.1 Pore water pressure change-related characteristic and its critical rupture precursor of rock under triaxial compression ZHANG Yue-zheng,JI Hong-guan School of Civil and Environmental Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:jihongguang@ces.ustb.edu.cn ABSTRACT The change of pore water pressure in saturated rocks was closely associated with its damage deformation.In order to study the precursory characteristics of pore water pressure before the damage of saturated rock,the triaxial compression test and seep- age test were used in the paper.The research show that:1)During the process of damage in open saturated rock unit,namely phases of the initial compression,elastic compression,plastic deformation and destruction,the pore water pressure would increase,stay sta- ble,gradually decrease,and sharply decrease respectively:2)Internal damage intensified,cracks connected with the pore water pres- sure lost steady state could be used as a precursor to rock failure information:3)The pore water pressure to the development of damage was more sensitive and the response was more obvious in the condition of large pressure change,high pore pressure and high confining pressure:Pore pressure and damage development were interrelated,that the development of damage caused the decrease of pore pres- sure.At the same time the decrease of pore water pressure promoted the development of damage:4)It was proposed that internal pore water pressure could be monitored as a method to predict sudden disasters of the rock instability in deep mining engineering. KEY WORDS rock mechanics;compression testing:rupture:pore water pressure 收稿日期：2014-12-18 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51174015)：国家重点基础研究发展计划资助项目(2010CB226803,2010CB731501)

工程科学学报，第 37 卷，第 4 期: 399--406，2015 年 4 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 37，No． 4: 399--406，April 2015 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2015． 04． 001; http: / /journals． ustb． edu． cn 三轴受压状态下岩石试块变形破坏过程中孔隙水压的变化特征及其临界破裂前兆张月征，纪洪广 北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083  通信作者，E-mail: jihongguang@ ces． ustb． edu． cn 摘要为讨论饱水岩石中孔隙水压与损伤变形过程的关联性，探究岩石破坏的孔隙水压前兆特征信息，采用三轴压缩试验、渗流实验相结合的方法，分析了在不同孔隙水压和不同围压条件下饱水岩石变形破坏过程中损伤扩展与孔隙水压变化的内在联系．研究表明: ( 1) 开放饱和岩石单元体中，岩石在受荷破坏全过程中的初始压密、弹性压缩、塑性变形和破坏失稳阶段，孔隙水压呈现增高、稳定、逐渐减小和锐减变化; ( 2) 岩石破坏的孔隙水压前兆特征明显，在主破裂前夕，内部损伤加剧，裂隙贯通，孔隙水压将失去稳定状态，孔隙水压由稳态锐减可作为岩石破裂的前兆信息; ( 3) 在应力变化大、高孔隙水压以及高围压条件下，孔隙水压对损伤发展更为敏感，响应也更明显，孔隙水压与损伤发展相互影响，互为关联，损伤扩展造成孔隙水压降低，孔隙水压降低又促进损伤发展; ( 4) 可以尝试在深部开采工程中监测岩体内部孔隙水压的变化来预测岩体失稳的突发性灾害．关键词岩石力学; 压缩试验; 破裂; 孔隙水压分类号 TD315; O351. 1 Pore water pressure change-related characteristic and its critical rupture precursor of rock under triaxial compression ZHANG Yue-zheng，JI Hong-guan School of Civil and Environmental Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: jihongguang@ ces． ustb． edu． cn ABSTＲACT The change of pore water pressure in saturated rocks was closely associated with its damage deformation． In order to study the precursory characteristics of pore water pressure before the damage of saturated rock，the triaxial compression test and seepage test were used in the paper． The research show that: 1) During the process of damage in open saturated rock unit，namely phases of the initial compression，elastic compression，plastic deformation and destruction，the pore water pressure would increase，stay stable，gradually decrease，and sharply decrease respectively; 2) Internal damage intensified，cracks connected with the pore water pressure lost steady state could be used as a precursor to rock failure information; 3) The pore water pressure to the development of damage was more sensitive and the response was more obvious in the condition of large pressure change，high pore pressure and high confining pressure; Pore pressure and damage development were interrelated，that the development of damage caused the decrease of pore pressure． At the same time the decrease of pore water pressure promoted the development of damage; 4) It was proposed that internal pore water pressure could be monitored as a method to predict sudden disasters of the rock instability in deep mining engineering． KEY WOＲDS rock mechanics; compression testing; rupture; pore water pressure 收稿日期: 2014--12--18 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51174015) ; 国家重点基础研究发展计划资助项目( 2010CB226803，2010CB731501)

·400· 工程科学学报，第37卷，第4期监测岩石中孔隙水压或地下含水层水位的变化是压水头的变化，为含水层孔隙率，为含水层骨架的地震预测预报重要的方法之一，而人类采矿工程活动垂向压缩系数，B为水的体积压缩系数，P为水的密度，引发的冲击地压等岩体失稳突发性灾害在成因方面与 g为重力加速度. 天然地震存在密切相关性，都是岩体在区域构造应力式(1)表明△H的变化与垂向应力变化△σ.和含条件下的失稳现象，发生时岩体中赋存的能量在短时水层孔隙率n这两个变量因素密切相关，反映出处于间内释放，因此可考虑监测工程岩体中孔隙水压的变弹性阶段的含水层或岩体中孔隙水微动态变化与地应化来预测冲击地压的发生.目前，关于岩石孔隙水的力变化的关系：而岩石塑性破坏阶段的孔隙水压变化研究多集中于岩石中孔隙水的存在对岩石的物理力学较难通过理论公式计算获得，这一阶段的孔隙水压变性质的影响.一般认为岩石在饱水情况下受压，孔隙化特征需要通过实验来获取，以捕捉岩体破坏的孔隙水压会对岩石强度和破坏方式产生明显影响，对弹性水压前兆信息.因此，为探知岩石受力变形过程中损模量的影响不明显0；岩石渗透性与其内部损伤、变形伤扩展与孔隙水压变化相关性，设计采用三轴压缩试存在密切联系，国内学者多采用岩石伺服三轴试验机验和渗流实验相结合的方法模拟研究岩石开放单元体研究渗流一应力耦合作用下岩石渗透性与变形的关联 (与外界发生水力联系)受压破坏过程中孔隙水压的性，得出了弹塑性阶段岩石渗透率“持平一增长”的变变化.考虑到岩石渗透性很小，故忽略渗流力的作用化特征，围压水平影响渗透敏感性的规律，岩石渗透性影响，根据水力的传递效应，同服水压力系统的水压可与孔隙水压也存在内在联系习：在地震研究中，车用视作与岩石内孔隙水压等同. 太和鱼金子”认为含水层中出现的水位变化是地震前 1.2实验设备兆异常信息的根源.岩石受载后的宏观断裂、失稳和实验设备采用沈阳TAW一2000微机控制电液伺破坏与其变形时内部微裂纹的分布及微裂隙的产生、服岩石三轴试验机（门式整体铸造结构，刚度大于10 扩展和贯通密切相关，岩石变形又造成了其内部孔 GNm,最大轴压为2000kN,最大围压为100MPa), 隙体积的变化，含水岩体变形导致其孔隙水体积的配备KS-60型孔隙水压系统（最大孔隙水压为60 变化进而引起岩体中孔隙水压力的变化四.根据这 MPa,水压加载速率为0.O1~1MPa·s,水流量控制一原理，将孔隙水压的变化异常应用到冲击地压的速率为0.1~200mL·min),该仪器用于研究岩石在预测中，还需深入研究岩石损伤扩展与孔隙水压和多种环境下的力学特性，可自动完成岩石的三轴压缩渗透性变化的相关性，来探索岩体临界破裂孔隙水试验和孔隙渗透实验，见图1. 压的前兆信息可本文采用同服三轴压缩试验和渗流实验结合的方法，获得了砂岩在微破裂扩展到主破裂形成过程中孔隙水压和渗透率变化特征，通过分析三者之间的相互变化关系，得出了在开放水力单元体中岩石产生损伤直至破坏过程中孔隙水压的阶段变化模式. 1岩石受力过程中孔隙水压变化的三轴试验研究图1伺服岩石三轴试验机 1.1含水地层中孔隙水压变化机制 Fig.1 Servo rock triaxial testing machine 当地层中构造应力变化涉及含水岩土层时会造成岩土体的受力变形，岩土体的变形会引起其中孔隙体 1.3实验方案积的变化，进而引起岩土体中孔隙水压的变化.车用含水层由于其赋存条件及深度不同，孔隙水压和太和鱼金子四认为孔隙率的变化与受力的性质有关，岩体的受力环境产生变化·设计初始水压力为三组：在压应力作用下孔隙率变小，在张应力作用下孔隙率 3.9、4.9和5.9MPa,分别代表不同深度含水地层中的变大，在剪应力作用下孔隙率不发生变化.对于含水孔隙水压.另外，围压对岩石的破坏强度和损伤裂纹层中水微动态的研究已持续多年，张昭栋圆研究了理发展会产生影响，在孔隙水压为3.9MPa的实验中设想承压含水层在垂向应力σ，变化影响下孔隙水压的计了多种围压条件，来模拟不同埋深条件下的地层岩变化模式，得出了孔隙水压与应力变化的关系式：体受地应力控制情况. AH=B+L-n）a.Aa 实验过程中，采用三轴常规破坏试验和渗流实验 (1) 2Bpg 方法，对饱和砂岩试样加载至破坏.首先以速率0.5 式中，△H为含水层垂向应力σ，变化时引起的孔隙水 MPa·s将围压加载至相应水平，随后以速率0.2MPa

工程科学学报，第 37 卷，第 4 期监测岩石中孔隙水压或地下含水层水位的变化是地震预测预报重要的方法之一，而人类采矿工程活动引发的冲击地压等岩体失稳突发性灾害在成因方面与天然地震存在密切相关性，都是岩体在区域构造应力条件下的失稳现象，发生时岩体中赋存的能量在短时间内释放，因此可考虑监测工程岩体中孔隙水压的变化来预测冲击地压的发生．目前，关于岩石孔隙水的研究多集中于岩石中孔隙水的存在对岩石的物理力学性质的影响．一般认为岩石在饱水情况下受压，孔隙水压会对岩石强度和破坏方式产生明显影响，对弹性模量的影响不明显［1］; 岩石渗透性与其内部损伤、变形存在密切联系，国内学者多采用岩石伺服三轴试验机研究渗流--应力耦合作用下岩石渗透性与变形的关联性，得出了弹塑性阶段岩石渗透率“持平—增长”的变化特征，围压水平影响渗透敏感性的规律，岩石渗透性与孔隙水压也存在内在联系［2 － 3］; 在地震研究中，车用太和鱼金子［1］认为含水层中出现的水位变化是地震前兆异常信息的根源．岩石受载后的宏观断裂、失稳和破坏与其变形时内部微裂纹的分布及微裂隙的产生、扩展和贯通密切相关，岩石变形又造成了其内部孔隙体积的变化，含水岩体变形导致其孔隙水体积的变化进而引起岩体中孔隙水压力的变化［4］．根据这一原理，将孔隙水压的变化异常应用到冲击地压的预测中，还需深入研究岩石损伤扩展与孔隙水压和渗透性变化的相关性，来探索岩体临界破裂孔隙水压的前兆信息［5］．本文采用伺服三轴压缩试验和渗流实验结合的方法，获得了砂岩在微破裂扩展到主破裂形成过程中孔隙水压和渗透率变化特征，通过分析三者之间的相互变化关系，得出了在开放水力单元体中岩石产生损伤直至破坏过程中孔隙水压的阶段变化模式． 1 岩石受力过程中孔隙水压变化的三轴试验研究 1. 1 含水地层中孔隙水压变化机制当地层中构造应力变化涉及含水岩土层时会造成岩土体的受力变形，岩土体的变形会引起其中孔隙体积的变化，进而引起岩土体中孔隙水压的变化．车用太和鱼金子［1］认为孔隙率的变化与受力的性质有关，在压应力作用下孔隙率变小，在张应力作用下孔隙率变大，在剪应力作用下孔隙率不发生变化．对于含水层中水微动态的研究已持续多年，张昭栋［6］研究了理想承压含水层在垂向应力 σv 变化影响下孔隙水压的变化模式，得出了孔隙水压与应力变化的关系式: ΔH = nβ + ( 1 － n) α 2βρg ·Δσv ． ( 1) 式中，ΔH 为含水层垂向应力 σv 变化时引起的孔隙水压水头的变化，n 为含水层孔隙率，α 为含水层骨架的垂向压缩系数，β 为水的体积压缩系数，ρ 为水的密度， g 为重力加速度．式( 1) 表明 ΔH 的变化与垂向应力变化 Δσv 和含水层孔隙率 n 这两个变量因素密切相关，反映出处于弹性阶段的含水层或岩体中孔隙水微动态变化与地应力变化的关系; 而岩石塑性破坏阶段的孔隙水压变化较难通过理论公式计算获得，这一阶段的孔隙水压变化特征需要通过实验来获取，以捕捉岩体破坏的孔隙水压前兆信息．因此，为探知岩石受力变形过程中损伤扩展与孔隙水压变化相关性，设计采用三轴压缩试验和渗流实验相结合的方法模拟研究岩石开放单元体 ( 与外界发生水力联系) 受压破坏过程中孔隙水压的变化．考虑到岩石渗透性很小，故忽略渗流力的作用影响，根据水力的传递效应，伺服水压力系统的水压可视作与岩石内孔隙水压等同． 1. 2 实验设备实验设备采用沈阳 TAW--2000 微机控制电液伺服岩石三轴试验机( 门式整体铸造结构，刚度大于 10 GN·m － 1，最大轴压为 2000 kN，最大围压为 100 MPa) ，配备 KS--60 型孔隙水压系统( 最大孔隙水压为 60 MPa，水压加载速率为 0. 01 ～ 1 MPa·s － 1，水流量控制速率为 0. 1 ～ 200 mL·min － 1 ) ，该仪器用于研究岩石在多种环境下的力学特性，可自动完成岩石的三轴压缩试验和孔隙渗透实验，见图 1．图 1 伺服岩石三轴试验机 Fig． 1 Servo rock triaxial testing machine 1. 3 实验方案含水层由于其赋存条件及深度不同，孔隙水压和岩体的受力环境产生变化．设计初始水压力为三组: 3. 9、4. 9 和 5. 9 MPa，分别代表不同深度含水地层中的孔隙水压．另外，围压对岩石的破坏强度和损伤裂纹发展会产生影响，在孔隙水压为 3. 9 MPa 的实验中设计了多种围压条件，来模拟不同埋深条件下的地层岩体受地应力控制情况．实验过程中，采用三轴常规破坏试验和渗流实验方法，对饱和砂岩试样加载至破坏．首先以速率 0. 5 MPa·s － 1将围压加载至相应水平，随后以速率 0. 2 MPa · 004 ·

张月征等：三轴受压状态下岩石试块变形破坏过程中孔隙水压的变化特征及其临界破裂前兆 ·401 ·s将渗流水压力加载至预定水平，再进行轴向加载轴向加载过程中前期采用应力控制方式，加载速率为 80 一应力一孔隙水压 60 150 0.3kNs,后期采用应变控制方式，加载速率为0.1 70 一渗透率 40 mm*min,加载至试样破坏.加载压力水平见表1. 6 5.9 50 30 1.4岩石试样 40 岩石样品取自地下600~630m砂岩层，加工成规 30 5.8 20 格为50mm×l00mm的圆柱体.试样信息见表1. 10 表1岩石试样加载信息 00 0102030405060708057 Table 1 Rock sample loading information 轴向应变试样类型编号围压水平/MPa孔隙水压MPa 一应力一孔隙水压 l76.0 16 砂岩 70 一渗透率 SY4 10 5.9 60 砂岩 SY2 10 4.9 50 dN/ 13 砂岩 SY3 10 5.9 40 12 砂岩 SY4 10 4.9 30 20 砂岩 SY 10 5.9 10 10 砂岩 SY6 10 4.9 0.2040.60.81.01214 5.8 砂岩 SY 10 3.9 轴向应变% 100: 130 砂岩 SY8 15 3.9 一应力—孔腺水压 90 761 一渗透率 80 6.0 120 砂岩 SY9 20 3.9 110 70 5.9 砂岩 SY40 25 3.9 60 100 50 5.8 砂岩 SY41 30 3.9 40 5.7 0 30 0 70 5.6 2 岩石试块变形破坏过程中孔隙水压变化 10 6 55 50 特征 001020304050.60.70 轴向应变% 实验中，TAW-2000试验机记录了时间、应力和应图2试样的应力、孔隙水压(5.9MP)和渗透率与应变关系变信息，KS60型孔隙水压系统可直接测取记录孔隙 (a)岩样SY:(b)岩样sY3:(c)岩样SY5 水压和水流量数据.根据渗透率与水流量的关系（下 Fig.2 Relations of stress,pore water pressure and permeability co- 式)，计算出渗透率k. efficient to time:(a)Sample SY:(b)Sample SY3;(c)Sample SY5 Q kpS/uL. (2) 式中：Q为水流量，cm3·sp为水压力差，MPa;S为渗后应力稳定下降过程中，孔隙水压也维持在较为稳定流截面积，cm2;L为试件长度，cmμ水黏度，1Pa·s. 的压力值，孔隙水压变化不明显 2.1实验数据结果特征 (2)岩石受力破坏过程中渗透率变化.观察图2~图根据实验数据绘制应力、孔隙水压、渗透率与应变 4,岩石在受力破坏过程中，渗透率呈现了与岩石损伤关系图，见图2~图4. 发展相应的变化.如图中A点所示，在初始加压瞬间， (1)岩石受力破坏过程中孔隙水压变化.观察图呈与应力变化同步的微小“下降一升高”负相关波动， 2~图4岩石在受力破坏过程中，孔隙水压对应力变化这是由于压密时部分空隙的闭合造成的：在匀速加载十分敏感.首先在OA初始压密阶段加压引起孔隙水 AB弹性阶段，渗透率稳定在初始值，无波动；在不稳压升高，与应力变化呈正相关性，孔隙水压和应力同步定加载BC阶段，随着应力有节奏的上下波动升高，波动十分明显：在匀速加载AB阶段，孔隙水压稳定在渗透率从稳定状态向不稳定状态过渡，渗透率逐渐初始压力值，无波动：在不稳定加载BC阶段，随着由增大；在CD阶段或E点失稳破坏发生时，内部裂隙压力控制转变为应变控制，应力在某一范围内不稳定贯通加剧，渗透率突增：D点以后应力稳定下降过程加载上升，随着应力有节奏的上下波动，孔隙水压也随中，裂隙进一步贯通，渗透率继续稳步增加，直至岩之明显波动，在应力达到峰值前孔隙水压呈下降趋势：石完全破坏切在CD阶段或E点失稳破坏发生时，孔隙水压会突然 2.2孔隙水压在岩石损伤破坏过程中的变化模式下降，到达一定低点后水压力逐步恢复到初值；D点以岩石受荷破坏过程是岩石内部裂缝闭合一产生一

张月征等: 三轴受压状态下岩石试块变形破坏过程中孔隙水压的变化特征及其临界破裂前兆 ·s － 1将渗流水压力加载至预定水平，再进行轴向加载．轴向加载过程中前期采用应力控制方式，加载速率为 0. 3 kN·s － 1，后期采用应变控制方式，加载速率为 0. 1 mm·min － 1，加载至试样破坏．加载压力水平见表 1． 1. 4 岩石试样岩石样品取自地下 600 ～ 630 m 砂岩层，加工成规格为 50 mm × 100 mm 的圆柱体．试样信息见表 1．表 1 岩石试样加载信息 Table 1 Ｒock sample loading information 试样类型编号围压水平/MPa 孔隙水压/MPa 砂岩 SY-1 10 5. 9 砂岩 SY-2 10 4. 9 砂岩 SY-3 10 5. 9 砂岩 SY-4 10 4. 9 砂岩 SY-5 10 5. 9 砂岩 SY-6 10 4. 9 砂岩 SY-7 10 3. 9 砂岩 SY-8 15 3. 9 砂岩 SY-9 20 3. 9 砂岩 SY-10 25 3. 9 砂岩 SY-11 30 3. 9 2 岩石试块变形破坏过程中孔隙水压变化特征实验中，TAW--2000 试验机记录了时间、应力和应变信息，KS--60 型孔隙水压系统可直接测取记录孔隙水压和水流量数据．根据渗透率与水流量的关系( 下式) ，计算出渗透率 k． Q = kpS /μL． ( 2) 式中: Q 为水流量，cm3 ·s － 1 ; p 为水压力差，MPa; S 为渗流截面积，cm2 ; L 为试件长度，cm; μ 水黏度，1 Pa·s． 2. 1 实验数据结果特征根据实验数据绘制应力、孔隙水压、渗透率与应变关系图，见图 2 ～图 4． ( 1) 岩石受力破坏过程中孔隙水压变化．观察图 2 ～图 4 岩石在受力破坏过程中，孔隙水压对应力变化十分敏感．首先在 OA 初始压密阶段加压引起孔隙水压升高，与应力变化呈正相关性，孔隙水压和应力同步波动十分明显; 在匀速加载 AB 阶段，孔隙水压稳定在初始压力值，无波动; 在不稳定加载 BC 阶段，随着由压力控制转变为应变控制，应力在某一范围内不稳定加载上升，随着应力有节奏的上下波动，孔隙水压也随之明显波动，在应力达到峰值前孔隙水压呈下降趋势; 在 CD 阶段或 E 点失稳破坏发生时，孔隙水压会突然下降，到达一定低点后水压力逐步恢复到初值; D 点以图 2 试样的应力、孔隙水压( 5. 9 MPa) 和渗透率与应变关系． ( a) 岩样 SY-1; ( b) 岩样 SY-3; ( c) 岩样 SY-5 Fig． 2 Ｒelations of stress，pore water pressure and permeability coefficient to time: ( a) Sample SY-1; ( b) Sample SY-3; ( c) Sample SY-5 后应力稳定下降过程中，孔隙水压也维持在较为稳定的压力值，孔隙水压变化不明显． ( 2) 岩石受力破坏过程中渗透率变化．观察图 2 ～图 4，岩石在受力破坏过程中，渗透率呈现了与岩石损伤发展相应的变化．如图中 A 点所示，在初始加压瞬间，呈与应力变化同步的微小“下降—升高”负相关波动，这是由于压密时部分空隙的闭合造成的; 在匀速加载 AB 弹性阶段，渗透率稳定在初始值，无波动; 在不稳定加载 BC 阶段，随着应力有节奏的上下波动升高，渗透率从稳定状态向不稳定状态过渡，渗透率逐渐增大; 在 CD 阶段或 E 点失稳破坏发生时，内部裂隙贯通加剧，渗透率突增; D 点以后应力稳定下降过程中，裂隙进一步贯通，渗透率继续稳步增加，直至岩石完全破坏［7］． 2. 2 孔隙水压在岩石损伤破坏过程中的变化模式岩石受荷破坏过程是岩石内部裂缝闭合—产生— · 104 ·

工程科学学报，第 37 卷，第 4 期图 3 试样的应力、孔隙水压( 4. 9 MPa) 和渗透率与应变关系． ( a) 岩样 SY-2; ( b) 岩样 SY-4; ( c) 岩样 SY-6 Fig． 3 Ｒelations of stress，pore water pressure and permeability coefficient to time: ( a) Sample SY-2; ( b) Sample SY-4; ( c) Sample SY-6 发育—贯通破坏的过程，岩石内部损伤越强，裂隙越发育，其内部的过流空间越大，渗透率也就随之增大，可通过渗流实验中渗透率的变化来反映岩石内部的损伤和裂隙贯通情况［8 － 10］，如下式: Drock∝k． ( 3) 式中，Drock为岩石的损伤变量，k 为岩石的渗透率．式 ( 3) 表示岩石的内部损伤与岩石的渗透率呈正相关性．渗透率变化反应岩石内部损伤程度，因此可将孔隙水压与渗透率同步分析，更加直观地获取孔隙水压在岩石损伤破坏过程的变化模式，取各阶段两个相邻时间点内的数据进行分析 t1 ＜ t2 ．下文中，p 为孔隙水压，pA － t1 表示 A 时段 t1 时刻孔隙水压值，kA － t1 表示 A 时段 t1 时刻渗透率，t2 为该时段内 t1 之后相邻的时刻． ( 1) A 点: pA － t1 ＜ pA － t2 ，kA － t1 ＞ kA － t2 ．岩石初始压密阶段，试样内部较为松散的孔隙在压力作用下较为快速地压缩，闭合，孔隙缩小，孔隙水瞬间来不及扩散，造成孔隙水压在短时间内上升，并且与压力变化呈正相关性，由于恒压作用孔隙水压又恢复到初始定值．渗透率与应力呈现微弱的负相关变化，在施加的轴向应力增高瞬间，渗透率有微弱减少，p 与 k 呈相反变化趋势． ( 2) AB 阶段: pAB － t1 = pAB － t2 ，kAB － t1 = kAB － t2 ．在 AB 匀速加载的弹性形变阶段，岩石试样被压缩的是固体骨架，固体骨架受力产生弹性压缩形变，内部孔隙大小及贯通性基本保持不变，孔隙水压变化缓慢，变化被恒压作用抵消，所以维持在定值．渗透率的稳定不变也反映了试样内部渗流空间( 渗流面积) 即内部孔隙未发生改变，在 AC 阶段 p 与 k 保持稳定不变． ( 3) BC 阶段: pBC － t1 ＞ pBC － t2 ，kBC － t1 ＜ kBC － t2 ．在 BC 不稳定加载产生塑性变形阶段，应力的动态变化造成了孔隙的瞬间张开—闭合，加剧了内部裂缝的贯通及扩展，孔隙水压随之减小—增大动态波动，呈现缓慢减小趋势，恒压作用使之在短时间内又恢复到恒压．渗透率增速较慢，反映了内部损伤的缓慢发展过程，p 减小，k 增大． ( 4) CD 阶段及 E 点: pCD － t1 ＞ pCD － t2 ，kCD － t1 ＜ kCD － t2 ．在 CD 主破坏阶段和破坏瞬间 E 点，试样内部裂隙贯通加剧直至瞬间破坏，内部孔隙增大，孔隙水压下降速率陡增，直至主破裂发生．渗透率瞬间陡增，反映了损伤破裂变形的发展速度和不可逆性，p 锐减，k 陡增．为量化分析研究临破裂阶段孔隙水压力响应特征，研究从试件的应力--应变曲线上选取了 11 个典型破坏点 E［E1，E2，…，E11］，该点处出现应力陡降、孔隙水压下降、应变增大和渗透率增大的现象，并逐次提取了破裂前后轴向应力下降幅值 Δσ'、孔隙水压 p、下降幅值 Δp、渗透率 k 的陡增幅值 Δk、各参量发生变化的前后时间差 Δt，见表 2．通过 Δp、Δk、Δσ'和 Δt 四个参量的耦合分析可以发现，前三个参量的变化在趋势和幅值上保持了高度的一致性，破裂过程中应力下降幅度越大，孔隙水压降幅和渗透率增幅越大，三者呈正相关性，只有 E10和 E11 的试样数据两个受围压影响，与其他样本点变化略有不同． Δt 变化与其他参量相比虽然不是完全一致，但在趋势上也说明破坏强度越大，即 Δσ'越大，孔隙水压前兆出现的时间越长; 从机理上 Δt 值反映了孔隙水压在岩石破裂发生的前兆性，破裂发生前一段时间内岩石内部损伤发展和裂纹贯通，造成渗透率增加，孔隙水压下降，这种变化一直持续到破裂的发生，这些说明孔隙水压的变化反映的是岩石内部“物理性质”的变化，作为岩石破坏发生的前兆信息是具有意义的．综合分析岩石在受力各个阶段参量 Δp、Δk、Δσ' 和 Δt 的变化，在不考虑水压力系统的恒压作用情况 · 204 ·

张月征等：三轴受压状态下岩石试块变形破坏过程中孔隙水压的变化特征及其临界破裂前兆 ·403 60 4.0 120 应力 -孔隙水压C 14.1 145 50 100 ·渗透率 4.0 40 16 80 3.9 35 30 9 60 30 38 20 40 25 10 20 3.7 20 000.20.40.60.81.01.2141.61.82 3.8 14 15 02 0.40.60.8 1.0 1.2 6 轴向应变/% 轴向应变修 160 14.2 30 160 4.1 119 一应力—孔隙水压 (e) 一应力一—孔隙水压 (d) 140 一渗透率 4.1 28 140 一水流量 4.0 18 120 4.0 120 26 100 3.9 100 39 17 80 80 3.8 E 60 22 60 3.8 16 40 40 20 3.7 15 20 20 D J18 3.6 14 02 0.4 0.60.8 1.0 1.2 0.1 0.2 0.30.40.5 0.6 0. 轴向应变/% 轴向应变/% 120r 应力孔隙水压 4.1 726 110 一渗透率 24 100 4.0 90 3.9 20 60 18 E 3.8 30 1 12 0Y6 3.6 J10 0 020.40.60.81.01.2 1 轴向应变/% 图4试样的应力、孔隙水压(3.9MPa)和渗透率与应变关系.(a)岩样SY7:(b)岩样SY8:(c)岩样SY9:(d)岩样SYH0:(c)岩样SYH1 Fig.4 Relations of stress,pore water pressure and permeability coefficient to time:(a)Sample SY7:(b)Sample SY8:(c)Sample SY:(d) Sample SY40;(e)Sample SY41 表2孔隙水压变化幅度与应力波动幅度对应表下，损伤变量、渗透率和孔隙水压在上述各阶段变化特 Table 2 Corresponding relation between variations in pore water pres- 征可总结为表3 sure and stress fluctuation 表3岩石损伤、渗透率和孔隙水压变化耦合模式样点编号△g/MPa △p/MPa△k/(10-8cm2) △r/s Table 3 Change mode of rock damage,permeability and pore water E 9.979 0.047 0.325 5.4 pressure E2 32.305 0.215 1.860 7.8 压密阶段弹性阶段塑性阶段破坏阶段参数 E 12.288 0.057 0.688 11.2 (0A) (AB) (BC) (CD及E) g 18.304 0.069 0.394 5.8 损伤变量，Dk 不变不变逐渐增大陡增 Es 8.462 0.021 0.535 6.6 渗透率，k 微减不变逐渐增大陡增 Ee 15.232 0.067 0.927 2.6 孔隙水压，u 微增不变逐渐减小锐减 Ey 24.226 0.254 1.990 7.4 Es 60.907 0.625 7.374 23.6 3 岩石中孔隙水压变化影响因素及临界破 E 11.954 0.028 1.551 24.4 裂前兆 Ejo 38.426 0.097 2.647 3.8 E 89.826 0.304 0.590 3.1塑性变形阶段孔隙水压对岩石内部损伤响应影 14.4 Ee 67.912 0.241 1.108 2.2 响因素 E1 42.312 0.190 0.716 4.8 通过对式(1)的分析可见，弹性压缩条件下含水层中水头或孔隙水压的变化由垂向应力变化△σ，、含

·404· 工程科学学报，第37卷，第4期水层孔隙率、轴向应力σ等因素共同决定，而通过观 0.7 察实验中塑性破坏阶段孔隙水压的变化，可见岩石塑 0.6 性破坏阶段孔隙水压也受到应力变化幅度、孔隙水压 0.5 等因素的影响. 0.4 (1)孔隙水压对应力变化幅度响应关系.通过观察图2~图4以及图5和图6中△p与△σ的变化趋势 0.2 特征分析，可见孔隙水压的变化程度△p受应力的变 0.1 化幅度△σ影响很大.为进一步量化分析两者关系， 0 看提取典型破坏点E[E,E2,…,Eg](围压为10MPa) 10 20 30 40 506070 的数据进行分析，绘制两者关系如图7 △o'/NPa 图7△p与△r'关系 1.0 78 0.9 -Ap Fig.7 Relation of Ap and Ao 0.8 6 越大，计算公式如下： 0.7 5 0.6 (4) 0.5 4 K岩 0.4 3 根据式(4)计算实验中典型破坏点E[E,E2,, 0.3 2 E,]处敏感系数，将不同孔隙水压水平的敏感系数平 0.2 0.1 均化，获得平均敏感系数K、,比较不同孔隙水压水平 0 下敏感系数变化特性，见图8 E. E,E、E E,E。E,E,E,EmE,EE 典型破坏点 0.008 图5△p与△k耦合关系 0.007 Fig.5 Coupling relationship between△pand△k 0.006 100 0.005 3 80 0.004 0.(003 60 0.002 40 0.00 35 40 4.55.0 5.5 6.0 6.5 P/MPa 图8KN与阳关系 E E:EE Es E E:Es EE En Er En Fig.8 Relation of Ky and po 典型破坏点图8表明，孔隙水压对应力变化的敏感性受孔隙图6△σ与△1耦合关系水压大小影响明显，敏感度随水压力的增大而提高，说 Fig.6 Coupling relationship between Ao'and At 明在较高孔隙水压条件下监测孔隙水压反映岩石的受对于产生损伤裂纹破坏的岩石，其承载能力的下荷损伤发展状态具有更大意义. 降幅度从直观上反映出其内部产生裂纹的大小，下降 (3)围压水平对孔隙水压敏感性影响.实验中幅度越大，其内部因损伤裂纹发展而引发的孔隙度变 SY7、SY8、SY9、YH0和SYH1试件在3.9MPa孔隙化越大.观察图7，随着应力变化幅度的增大，孔隙水水压条件下，围压条件分别为10、15、20、25和30MPa, 压变化随之增大，运用最小二乘法将九个典型点数据绘制不同围压条件下敏感系数变化曲线如图9. 进行拟合，可见两者近似呈线性的增长趋势，后者响应观察图4中岩石在不同围压条件下岩石破坏的应程度受前者变化幅度的影响，这与岩石破坏过程机理力一应变曲线可知，岩石强度随围压增大而有所增加是吻合的破坏呈现脆性特征，且更具有突发性：表2中△：的变 (2)孔隙水压水平对孔隙水压敏感性影响.图2~ 化达到2.2~24.4s,说明在较高围压水平下孔隙水压图4显示初始孔隙水压P。不同，孔隙水压响应程度不依然可以很好地反映出岩石破裂前兆特征，能够提早同.在此定义孔隙水压变化幅度△p与应力变化幅度间接反映出岩石内部变化. △σ之比为敏感系数K、,K、值越大，孔隙水压敏感性观察图9中敏感系数K、变化，K、值随围压增大

工程科学学报，第 37 卷，第 4 期水层孔隙率 n、轴向应力 σ 等因素共同决定，而通过观察实验中塑性破坏阶段孔隙水压的变化，可见岩石塑性破坏阶段孔隙水压也受到应力变化幅度、孔隙水压等因素的影响． ( 1) 孔隙水压对应力变化幅度响应关系．通过观察图 2 ～图 4 以及图 5 和图 6 中 Δp 与 Δσ'的变化趋势特征分析，可见孔隙水压的变化程度 Δp 受应力的变化幅度 Δσ'影响很大．为进一步量化分析两者关系，提取典型破坏点 E ［E1，E2，…，E13］( 围压为 10 MPa) 的数据进行分析，绘制两者关系如图 7．图 5 Δp 与 Δk 耦合关系 Fig． 5 Coupling relationship between Δp and Δk 图 6 Δσ'与 Δt 耦合关系 Fig． 6 Coupling relationship between Δσ' and Δt 对于产生损伤裂纹破坏的岩石，其承载能力的下降幅度从直观上反映出其内部产生裂纹的大小，下降幅度越大，其内部因损伤裂纹发展而引发的孔隙度变化越大．观察图 7，随着应力变化幅度的增大，孔隙水压变化随之增大，运用最小二乘法将九个典型点数据进行拟合，可见两者近似呈线性的增长趋势，后者响应程度受前者变化幅度的影响，这与岩石破坏过程机理是吻合的． ( 2) 孔隙水压水平对孔隙水压敏感性影响．图 2 ～图 4 显示初始孔隙水压 p0 不同，孔隙水压响应程度不同．在此定义孔隙水压变化幅度 Δp 与应力变化幅度 Δσ'之比为敏感系数 KN，KN 值越大，孔隙水压敏感性图 7 Δp 与 Δσ'关系 Fig． 7 Ｒelation of Δp and Δσ' 越大，计算公式如下: KN = Δp Δσ' ． ( 4) 根据式( 4) 计算实验中典型破坏点 E［E1，E2，…， E9］处敏感系数，将不同孔隙水压水平的敏感系数平均化，获得平均敏感系数 KN，比较不同孔隙水压水平下敏感系数变化特性，见图 8．图 8 KN 与 p0 关系 Fig． 8 Ｒelation of KN and p0 图 8 表明，孔隙水压对应力变化的敏感性受孔隙水压大小影响明显，敏感度随水压力的增大而提高，说明在较高孔隙水压条件下监测孔隙水压反映岩石的受荷损伤发展状态具有更大意义． ( 3) 围压水平对孔隙水压敏感性影响．实验中 SY-7、SY-8、SY-9、SY-10 和 SY-11 试件在 3. 9 MPa 孔隙水压条件下，围压条件分别为 10、15、20、25 和 30 MPa，绘制不同围压条件下敏感系数变化曲线如图 9．观察图 4 中岩石在不同围压条件下岩石破坏的应力--应变曲线可知，岩石强度随围压增大而有所增加，破坏呈现脆性特征，且更具有突发性; 表 2 中 Δt 的变化达到 2. 2 ～ 24. 4 s，说明在较高围压水平下孔隙水压依然可以很好地反映出岩石破裂前兆特征，能够提早间接反映出岩石内部变化．观察图 9 中敏感系数 KN 变化，KN 值随围压增大 · 404 ·

张月征等：三轴受压状态下岩石试块变形破坏过程中孔隙水压的变化特征及其临界破裂前兆 ·405· 压监测技术日趋成熟，这为实现岩体中孔隙水压的监 0.0045 测提供重要的技术基础，所以通过监测孔隙水压变化 0.0040 来预测区域内岩体的形变情况是一种可行的岩体破坏预测手段 0.0035 4结论 0.0030 (1)开放饱和岩石单元体中，岩石在受荷破坏全过程中的初始压密、弹性压缩、塑性变形和破坏失稳四 0.0025 个阶段，渗透率分别呈现减小、不变、逐渐增大和陡增 0.0020L 0 15 20 25 0 现象，孔隙水压呈现增高、稳定、逐渐减小和锐减变化国压/MPa (2)岩石破坏的孔隙水压前兆特征明显，在主破图9围压与K、关系裂前夕，内部损伤加剧，裂隙贯通，孔隙水压将失去稳 Fig.9 Relation of confining pressure and Ky 定状态而降低，这是岩石内部物理性质变化的反映，孔隙水压由稳态锐减可作为岩石破裂的前兆信息. 而升高，说明高围压条件下岩石的脆性破坏特征加强， (3)在应力变化大、高孔隙水压和高围压条件下，破坏产生的裂缝相对于岩石内部初始孔隙更大，造成孔隙水压对损伤发展的敏感性更高，响应也更明显，同的孔隙水压在破坏瞬间波动的幅值增大.与图8中K、时孔隙水压与损伤发展相互影响，互为关联，损伤扩展的变化幅值比较可见，围压对孔隙水压敏感性的影响造成孔隙水压降低，孔隙水压降低又促进损伤发展. 应小于孔隙水压水平. (4)目前孔隙水压的监测技术已经较为成熟地应 3.2岩石受压破坏过程中孔隙水压与损伤发展变化用在地震监测实践中，结合本文实验研究成果，可尝试分析在深部开采工程中监测岩体内部孔隙水压的变化，来孔隙水压变化对损伤发展也存在影响，在含有饱预测冲击地压等岩体失稳突发性灾害. 和水的岩石当中存在着孔隙水压，岩土体的变形是由有效应力决定的，有效应力、孔隙水压和总应力之间关参：考文献系如下： [1]Che Y T,Yu J Z.Seismic Subsurface Fluid.Beijing:China Mete- o=+p. (5) orological Press,2006 式中，σ、σ和p分别表示总应力、有效应力和孔隙 (车用太，鱼金子地震地下流体学.北京：气象出版社，水压. 2006) 根据有效应力原理，在损伤瞬间总应力σ来不及 e Yang T H,Tang C A,Zhu WC.et al.Coupling analysis of seep- 变化，孔隙水压p减小又造成瞬间有效应力σ增加， age and stresses in rock failure process.Chin J Geotech Eng, 2001,23(4):489 进而加剧岩石内部损伤裂隙的发展，损伤裂隙的发展 (扬天鸿，唐春安，朱万成，等.岩石破裂过程渗流与应力耦反过来又造成孔隙水压继续减小，两者的相互作用加合分析.岩土工程学报，2001,23(4)：489) 速了岩石最终的破坏.岩石损伤的发展影响孔隙水压 B]Yu J,Li H,Chen X,et al.Triaxial experimental study of associ- 的变化，同时孔隙水压的变化又影响着岩石的损伤发 ated permeability-deformation of sandstone under hydro-mechanical 展，两者相互影响，互为关联. coupling.Chin J Rock Mech Eng,2013.32(6):1203 3.3岩石内孔隙水压破裂前兆信息特征 (俞缙，李宏，陈旭，等.渗透压一应力耦合作用下砂岩渗透实验结果表明，孔隙水压和渗透率的变化规律可率与变形关键性三轴试验研究.岩石力学与工程学报，2013， 32(6):1203) 有效反映岩体内部损伤发展的不同阶段，尤其在主破 4 Xiao WL,Li M,Zhao JZ,et al.Laboratory study of stress sensi- 裂发生前CD阶段的孔隙水压锐减现象及渗透率陡增 tivity to permeability in tight sandstone.Rock Soil Mech,2010,31 现象十分明显，这是岩石材料内部物理性质变化的直 (3):775 观信息反映.在实际工程岩体中，岩体中孔隙水压从 (肖文联，李闵，赵金洲，等.低渗致密砂岩渗透率应力敏感稳定值开始逐渐减小或锐减，渗透率从稳定值出现逐性试验研究.岩土力学，2010,31(3)：775) 渐增大或陡增现象时，岩体内部产生较大规模的损伤 5] Zhang S L,Shen C,Deng J G.Testing study on the law of perme- 破坏，将进入失稳状态，是岩体破裂前兆信息，这将对 ability variation in process of rock deformation and damage.Chin Rock Mech Eng,2000,19(Suppl)885 岩体中酮室开挖所引起的冲击地压和岩爆的预测提供 (张守良，沈琛，邓金根.岩石变形及破坏过程中渗透率变化一条新的途径.在实际工程中实时测取岩体内部的渗规律的实验研究.岩石力学与工程学报，2000,19（增刊）：透率比较困难，而地震监测预报研究中发展的孔隙水 885)

张月征等: 三轴受压状态下岩石试块变形破坏过程中孔隙水压的变化特征及其临界破裂前兆图 9 围压与 KN 关系 Fig． 9 Ｒelation of confining pressure and KN 而升高，说明高围压条件下岩石的脆性破坏特征加强，破坏产生的裂缝相对于岩石内部初始孔隙更大，造成的孔隙水压在破坏瞬间波动的幅值增大．与图 8 中 KN 的变化幅值比较可见，围压对孔隙水压敏感性的影响应小于孔隙水压水平． 3. 2 岩石受压破坏过程中孔隙水压与损伤发展变化分析孔隙水压变化对损伤发展也存在影响，在含有饱和水的岩石当中存在着孔隙水压，岩土体的变形是由有效应力决定的，有效应力、孔隙水压和总应力之间关系如下［11］: σ = σ' + p． ( 5) 式中，σ、σ' 和 p 分别表示总应力、有效应力和孔隙水压．根据有效应力原理，在损伤瞬间总应力 σ 来不及变化，孔隙水压 p 减小又造成瞬间有效应力 σ'增加，进而加剧岩石内部损伤裂隙的发展，损伤裂隙的发展反过来又造成孔隙水压继续减小，两者的相互作用加速了岩石最终的破坏．岩石损伤的发展影响孔隙水压的变化，同时孔隙水压的变化又影响着岩石的损伤发展，两者相互影响，互为关联． 3. 3 岩石内孔隙水压破裂前兆信息特征实验结果表明，孔隙水压和渗透率的变化规律可有效反映岩体内部损伤发展的不同阶段，尤其在主破裂发生前 CD 阶段的孔隙水压锐减现象及渗透率陡增现象十分明显，这是岩石材料内部物理性质变化的直观信息反映．在实际工程岩体中，岩体中孔隙水压从稳定值开始逐渐减小或锐减，渗透率从稳定值出现逐渐增大或陡增现象时，岩体内部产生较大规模的损伤破坏，将进入失稳状态，是岩体破裂前兆信息，这将对岩体中硐室开挖所引起的冲击地压和岩爆的预测提供一条新的途径．在实际工程中实时测取岩体内部的渗透率比较困难，而地震监测预报研究中发展的孔隙水压监测技术日趋成熟，这为实现岩体中孔隙水压的监测提供重要的技术基础，所以通过监测孔隙水压变化来预测区域内岩体的形变情况是一种可行的岩体破坏预测手段． 4 结论 ( 1) 开放饱和岩石单元体中，岩石在受荷破坏全过程中的初始压密、弹性压缩、塑性变形和破坏失稳四个阶段，渗透率分别呈现减小、不变、逐渐增大和陡增现象，孔隙水压呈现增高、稳定、逐渐减小和锐减变化． ( 2) 岩石破坏的孔隙水压前兆特征明显，在主破裂前夕，内部损伤加剧，裂隙贯通，孔隙水压将失去稳定状态而降低，这是岩石内部物理性质变化的反映，孔隙水压由稳态锐减可作为岩石破裂的前兆信息． ( 3) 在应力变化大、高孔隙水压和高围压条件下，孔隙水压对损伤发展的敏感性更高，响应也更明显，同时孔隙水压与损伤发展相互影响，互为关联，损伤扩展造成孔隙水压降低，孔隙水压降低又促进损伤发展． ( 4) 目前孔隙水压的监测技术已经较为成熟地应用在地震监测实践中，结合本文实验研究成果，可尝试在深部开采工程中监测岩体内部孔隙水压的变化，来预测冲击地压等岩体失稳突发性灾害．参考文献［1］ Che Y T，Yu J Z． Seismic Subsurface Fluid． Beijing: China Meteorological Press，2006 ( 车用太，鱼金子．地震地下流体学．北京: 气象出版社， 2006) ［2］ Yang T H，Tang C A，Zhu W C，et al． Coupling analysis of seepage and stresses in rock failure process． Chin J Geotech Eng， 2001，23( 4) : 489 ( 扬天鸿，唐春安，朱万成，等．岩石破裂过程渗流与应力耦合分析．岩土工程学报，2001，23( 4) : 489) ［3］ Yu J，Li H，Chen X，et al． Triaxial experimental study of associated permeability-deformation of sandstone under hydro-mechanical coupling． Chin J Ｒock Mech Eng，2013，32( 6) : 1203 ( 俞缙，李宏，陈旭，等．渗透压--应力耦合作用下砂岩渗透率与变形关键性三轴试验研究．岩石力学与工程学报，2013， 32( 6) : 1203) ［4］ Xiao W L，Li M，Zhao J Z，et al． Laboratory study of stress sensitivity to permeability in tight sandstone．Ｒock Soil Mech，2010，31 ( 3) : 775 ( 肖文联，李闵，赵金洲，等．低渗致密砂岩渗透率应力敏感性试验研究．岩土力学，2010，31( 3) : 775) ［5］ Zhang S L，Shen C，Deng J G． Testing study on the law of permeability variation in process of rock deformation and damage． Chin J Ｒock Mech Eng，2000，19( Suppl) : 885 ( 张守良，沈琛，邓金根．岩石变形及破坏过程中渗透率变化规律的实验研究．岩石力学与工程学报，2000，19 ( 增刊) : 885) · 504 ·