VoL23 上金安：岩行轴全成力应变过程中的渗透规律 ·491 细砂岩，在达到岩石峰值强度之前，渗透率变化 的进一步发展，才会有渗透峰值出现.因此，防 并不明显，岩石渗透率峰值同样也滞后于岩石 止岩石破坏与控制岩石破坏后变形的进一步发 强度峰值.③各种岩石渗透率峰值基本发生在 展，对于预防岩层突水是同等重要的. 岩石破坏后应变软化阶段，说明岩石的破坏并 (3)岩石渗透率与岩性的关系是：泥岩< 非与渗透极大值同步，只有岩石破坏后变形的 砂质页岩<细砂岩<中砂岩.泥岩的渗透率 进一步发展，才会导致峰值渗透的到来.因此， 最小，是最好的隔水岩层，也是判断是否突水的 防止岩石破坏与控制岩石破坏后应变软化阶段 重要参考岩层. 变形的进一步发展，预防岩层突水是同等重要 (4)围斥和渗透压力都影响着岩石的渗透 的.④在同等围压和渗透压力条件下，不同岩性 率.一般规律是：渗透率与渗透压力成正比、与 岩石的最大渗透率依次排列顺序是：泥岩 围压成反比例关系.对于同一种岩石，围压越 (1.16×10)<砂质页岩(3.6×10)<细砂岩(6.57× 大，渗透率越小；与围压对渗透率的影响相比， 10)<中砂岩(8.86×107-30.6×10).可见，泥岩 孔隙压力对渗透率的影响是次要的.因此，在特 的渗透率最小，是岩层中最好的隔水岩层.⑤试 定的地质与汇程环境中，通过开挖方案合理设 验中发现，围压和渗透压力都在不同程度上影 计与优化，最终达到防止含水岩层突水的月的 响岩石的渗透率，一般规律是：渗透率与渗透压 是可能的 力成正比、与围压成反比例关系.对于同一种岩 参考文献 石，围压越大，渗透率越小；孔隙压力对渗透率 的影响次于闱压的影响.至于围压，孔隙压力独 【李世平，李玉寿，吴振业岩石全应力应变过程对应的 渗透￥与应变方程.岩土工程学报，1995,17(2)：13 立对渗透率的影响规律，有待今后做进一步的 2陈平，张有天岩体渗流与应力耦合分析.岩石力学与 研究. 「.程学报，1994,13(4)：288 3徐增和，徐小荷.二维应力场下承压地层中渗流的固 3结论 液耦合问题.岩石力学与T程学报，1999,18(6)：645 (1)岩石的渗透率一般不是常数，是由应力 4高海鹰，夏颂佑.三维裂隙岩体渗流场与应力场耦合 模型研究.岩土「程学报，1997,19(2)：102 应变过程与内部结构演化特征所决定.在受载 5张金才，张正卓，刘天泉.岩体渗流与煤层底板突水 初期，泥岩和中砂岩渗透率略有下降，细砂岩渗 北京：地质出版社，1997 透率基本保持不变：在达到岩石的峰值强度前， 6E作宇，刘鸿泉.承压水上采煤.北京：煤炭工业出版 各类岩石渗透率随载荷的增加而逐渐增大，但 社，992 变化并不明显， 7许学议，七杰.煤矿突水预报研究.北京：地质出版社， (2)岩石渗透率达到峰值时往往滞后于岩 1991 8赵阳升，矿山岩石流体力学.北京：煤炭工业出版杜， 石强度峰值，基本出现在岩石破坏后应变软化 1994 阶段，说明岩石的破坏并非昭示着渗透峰值的 9蒋金泉，宋振骐.回采工作面底板活动及其对突水影 即刻到来，只有岩石破坏后应变软化阶段变形 响的研究.山东矿业学院学报，1987(4：8 Permeability Rule in Full Strain-stress Process of Rock under Triaxial Compression WANG Jinan",PENG Suping.MENG Zhaoping 1)Civil and Environment Engineering School.UST Beijing .Beijing 100083,China 2)China University of Mining and Technelogy,Beijing 100083,China ABSTRACT By means of permeating tests of rock under triaxial compression,the permeability rule in full strain-stress process has been studied.It is found that the permeability coefficient is generally not a constant. but varies with the inner structure evolution of rock in full stress-strain process.The highest permeability oc- curs mostly in strain softening period.The results indicate the importance of both controlling fracture occur- rence and deformation development after rock failure in prevention of water in-rush catastrophe. KEY WORDS full stress-strain;permeability rule;strain softeningV d L2 3 L金 安 : 岩 石 :轴 全应 力应 变过程 中的渗透 规律 细砂岩 , 在达到岩石 峰值强 度 之 前 , 渗透率变化 并不 明显 , 岩石 渗透 率峰 值同样也滞后 于岩石 强度 峰值 . ③ 各种 岩石渗 透率峰值基 本发生 在 岩石破坏后应变软化 阶段 , 说 明岩石 的破坏 并 非 与渗透 极 大 值 同 步 , 只 有 岩石破坏后 变形 的 进 一 步发 展 , 才会导 致 峰 值渗透 的 到 来 . 因 此 , 防 止岩石破坏 与控制岩 石破 坏 后 应 变软化阶 段 变 形 的 进 一 步 发 展 , 预 防岩 层 突 水是 同等重 要 的 . ④在同等围压 和渗透压 力条件下 , 不 同岩性 岩 石 的最 大 渗 透 率 依 次 排 列 顺 序 是 : 泥 岩 ( l . 16 x l o 一 ’ ) < 砂质 页 岩 (3 . 6 x l 0 一 ’ ) < 细砂 岩 (6 . 5 7 x 10 一 , ) < 中砂岩( 8 . 8 6 、 10 一 , 一 3 0 . 6 x 10 一 , ) . 可见 , 泥 岩 的渗透率最小 , 是岩层 中最好的隔水岩层 . ⑤ 试 验 中发 现 , 围压 和渗 透 压 力 都在不 同程 度 「影 响岩 石 的渗透率一般规律是 : 渗 透率与渗透压 力 成正 比 、 与围 压成反 比例关 系 . 对 于 同一 种 岩 石 , 围 压越 大 , 渗透 率越小 ; 孔隙压 力对 渗透 率 的影 响 次 于 围压 的 影 响 . 至 于 围压 、 孔隙 压 力 独 立 对渗 透 率的影 响规 律 , 有待今 后 做进 一 步 的 研究 . 3 结论 ( l) 岩石 的渗透率一 般不 是 常数 , 是 由应 力 应 变 过 程 与 内部结构演化特征 所 决定 . 在受载 初 期 , 泥 岩和 中砂岩渗 透率略 有 「降 , 细砂岩 渗 透率基本保持不变 ; 在达到岩石 的峰值强度前 , 各类岩石 渗 透率随 载荷的 增 加 而 逐渐增 大 , 但 变 化并不 明显 . (2 ) 岩 石渗透 率达 到峰值时往 往 滞后 于 岩 石强 度峰值 , 基 本出现在 岩石破坏后 应变软 化 阶段 , 说 明 岩石 的破坏 并非 昭示 着渗透 峰值 的 即 刻到来 , 只 有岩石破 坏后应 变 软化阶段 变 形 的 进一 步发展 , 才会有渗透 峰值 出现 . 因 此 , 防 止岩石 破坏 与控制岩石 破坏后变形的进一 步发 展 , 对于 预防岩层 突水是同等重要 的 . ( 3) 岩石渗透率与岩性的关系是 : 泥岩 < 砂质 页 岩 < 细 砂岩 < 中砂岩 . 泥 岩 的渗透 率 最小 , 是 最好 的隔 水岩层 , 也 是 判 断是否 突水的 重要 参考岩层 . (4 ) 围压 和渗 透 压力 都影 响着岩石 的渗透 率一般规律 是 : 渗 透率与渗透压 力成正 比 、 与 围 压 成反 比例 关系 . 对于 同一 种岩石 , 围压越 大 , 渗透率越小 ; 与围压对渗透率的影 响相 比 , 孔 隙压 力对渗透率的 影 响是 次要的 . 因此 , 在特 定的 地质与 L 程环 境中 , 通 过开 挖方案合理设 计与 优化 , 最终达到 防 止 含 水岩层突 水的 目的 是 可 能的 . 参 考 文 献 1 李世 平 , 李玉寿 , 吴振 业 . 岩石全应力应变 过程对应 的 渗透 率 与应 变方程 . 岩上工 程学 报 , 19 95 , 17 (2) : 13 2 陈 平 , 张有 天 . 岩体 渗流 与应 力藕 合分析 . 岩石力学 与 「程学报 , 1 9 9 4 , 13 ( 4 ) : 2 8 8 3 徐增 和 , 徐小荷 . 二 维应力 场下 承压 地层 中渗流 的固 液祸合 问题 . 岩石力学 与工 程学报 , 1 9 9 , 1 8 (6) : 64 5 4 高海 鹰 , 夏颂佑 . 二 维裂 隙岩体渗 流场 与应力场祸 合 模型 研 究 . 岩土 「程学报 , 1 9 9 7 , 19 ( 2 ) : 10 2 5 张金 才 , 张 玉卓 , 刘 天 泉 . 岩体渗流 与煤层底 板突水 . 北 京 : 地 质出版社 , 19 97 6 仁作 宇 , 刘鸿 泉 . 承压水 上采煤 . 北京 : 煤 炭 工业 出版 社 , 1 9 9 2 7 许学汉 , 王 杰 . 煤矿 突水 预报研究 . 北 京 : 地 质出版社 , 19 9 1 8 赵 阳升 . 矿 山 岩石 流体 力学 . 北京 : 煤 炭 工业 出版社 , 19 9 4 9 蒋 金泉 , 宋振 骥 . 回 采工 作 面底 板活 动及其对 突水影 响 的研究 . 山 东矿业学 院学报 . 1 9 8 7 ( 4) :8 P e rm e a b ility uR l e i n F u ll S t r a i n 一 s t r e s s P r o e e s s o f R o e k un d e r rT i a x i a l C o m Pr e s s i o n 洲 N G iJ n a n ,’ , 尸石N G S uP i褚 , , 人花刀G hZ a op i褚 , l ) c i v il an d E n v ior n m e n t E n g i n e e r i n g S e h o o l , U S T B e ij in g , B e ij i n g 10 0 0 8 3 , C h i n a 2 ) C h i n a U n i v e r s ity o f M i n i n g an d 介 e h n e l o g y , B e ij i n g 10 0 0 83 , C h i n a A B S T R A C T B y m e a n s o f P e rm e a t i n g t e s t s o f r o c k un d e r t r i a x i a l e o m P r e s s i o n , ht e P e mr e a b iliyt ur l e i n fu ll st r a i n 一 s t r e s s P r o e e s s h a s b e e n s t u d i e d . It 1 5 fo u n d t h a t t h e Pe mr e a b iliyt e o e if e i e n t 1 5 g e n e r a lly n o t a e o n s ant t , b u t v a r i e s w it h t h e i n n e r s trU c t u r e e v o l u t i o n o f r o c k i n fu ll s tr e s s 一 s tr a i n P r o e e s s . T h e h i g h e s t P e mr e a b iliyt o e - e ur s m o s t l y i n s tr a i n s o ft e n i n g P e r i o d . T h e r e s u lt s i n d i e a t e t h e im P o rt a n e e o f b o ht e o n tr o lli n g fr a e t ur e o e e ur - r e n e e an d d e fo mr a t i o n d e v e l o Pm e n t a ft e r r o e k fa ilur e i n P r e v e n t i o n o f w a t e r i n 一 ur s h e at a str o Ph e . K E Y W O R D S fu ll s t r e s s 一 s t r a i n : Pe mr e a b i liyt r u l e : s t r a i n s o ft e n i n g