·490· 北京科技大学学报 2001年第6期 (2)线弹性变形阶段.随着轴向应力的增加， (⑤)残余强度阶段.随着破裂岩块变形的进 岩石渗透率缓慢增加，说明岩石在外载荷与孔 一步发展，凹凸体被剪断或磨损，裂隙间距减 隙压力联合作用下，内部结构出现微裂隙萌生 小，同时剪切与磨损产生的岩硝部分充填到裂 和原始孔隙扩展； 隙间，破裂岩石的渗透性下降 (3)非线性变形与峰值强度阶段.随着岩石 图1给出不同岩性岩石在三轴全应力应变 轴向应力的继续增加，岩石内部结构的微裂纹 过程中的渗透率曲线.表1是试验参数与主要 合并，逐渐演变成宏观裂缝，岩石出现破裂，岩 结果.结果表明：不同岩性岩石在三轴应力状态 石渗透率剧增： 下有如下渗透规律：①对于泥岩和中砂岩，加载 (4)岩石应变软化阶段.破裂岩块沿断裂面 初期岩石渗透率下降；在达到岩石的峰值强度 产生错动和凹凸体的爬坡效应，使宏观裂隙法 前，渗透率随载荷的增加而逐渐增大；但岩石渗 向间距加大，岩石的渗透率也达到峰值 透率的峰值往往滞后于岩石强度峰值.②对于 o 0.35 30 4.0 (a)泥岩 (b)砂质页岩 50 0.30 25 3.5 40 0.25 3.0 0.20 2.5 30 跳 10 0.15 2.0 案 2 6 0.10 10 1.0 0.05 5 0.5 0 0 0 0 101520 25 30 0 10 15 20 25 E/×10 e/×103 100 (c)细砂岩 14 100 10 (d)中砂岩 80 12 80 10 60 60 6 6 4 2 20 2 0 0 12 16 20 0 10 1520 25 e/×10-3 e/×10- 图1岩石三轴压绵与渗遗试验曲线 Flg.1 Triaxial compression and permeability curves 袭1三轴渗透试险试件措述、试验条件及试验参数 Table 1 Test parameters and measurements in triaxial compresslon and permeating test 岩性 编号 d/mm h/mm o,/MPa Prn/MPa Ape/MPa /MPa 海透率变化范围 泥岩 1 54.3 74.5 4.0 3.8 1.5 69.8 9.66×10- 0.0441-1.1600 2 54.9 69.6 5.0 4.8 1.5 52.8 0.0167 0.01460.3270 砂质泥岩 1 55.8 45.4 4.0 3.8 l.5 54.0 0.0165 0.0362-55.200 砂质页岩 53.8 72.0 4.0 3.8 1.5 28.2 0.0153 0.0950-3.6000 2 54.4 55.3 5.0 4.8 1.5 39.9 0.0130 0.06270.3760 细砂岩 54.3 64.7 4.0 3.8 1.5 93.2 0.0122 0.0939-6.5700 2 54.1 61.0 5.0 4.8 1.5 97.4 0.0131 0.0605-13.200 53.8 60.4 7.0 6.8 .1.5 82.3 0.0127 0.0555-1.0400 中砂岩 53.2 62.3 5.0 5.0 1.5 95.7 0.0152 0.0618-6.7100 2 53.1 62.6 4.0 3.8 1.5 93.1 0.0118 0.151-8.860 3 53.1 81.8 4.0 3.8 1.5 91.3 0.0114 0.345-30.600 4 53.2 62.0 6.0 5.0 1.5 125 0.0118 0.232-10.2004 90 北 京 科 技 (2 )线弹性变 形阶段 . 随着轴 向应力 的增加 , 岩石 渗透率缓慢增加 , 说 明岩石 在外载荷与孔 隙压力联合作用下 , 内部结构 出现微裂隙萌生 和 原始孔隙扩展 ; (3) 非线性变形与峰值强度 阶段 . 随着岩石 轴向应力 的继续增加 , 岩石内部结构 的微裂纹 合并 , 逐渐演变成宏观裂缝 , 岩石 出现破裂 , 岩 石渗 透率剧增 ; (4 ) 岩石应 变软化 阶段 . 破裂岩块沿断裂面 产生 错动 和 凹 凸体 的爬坡效应 , 使宏观裂隙法 向间距加 大 , 岩石 的渗透率也达 到峰值 . 大 学 学 报 2 0 1 年 第` 期 (5 )残余强 度 阶段 . 随着破裂岩块变形的进 一步发展 , 凹 凸体 被剪 断或磨损 , 裂 隙间 距减 小 , 同时 剪切与磨损产生 的岩硝部分充填到裂 隙间 , 破 裂岩石 的渗 透性下 降 . 图 1 给出不 同岩性 岩石在三轴 全应力应变 过程 中的渗透率曲线 . 表 1 是试验参数与主要 结果 . 结果表 明 : 不 同岩性岩石在 三轴应力状态 下 有如下渗透规律 : ①对于 泥岩和 中砂岩 , 加载 初期 岩石 渗透率 下 降 ; 在达到岩石 的峰值强度 前 , 渗透率随载荷 的增加而逐渐增大 ; 但岩石 渗 透率的峰值往往滞后 于 岩石 强 度峰值 . ②对于 芝铃姻澳 0 尸JO 亡、ù 0 呢J 4 O 凡j, ù, , ù`,-l 一引 J 吐 创 一2 一目恤 n/ ù产`气à ūl se `.胜百Ltrsese `Jse se-J e 解 0 0 哎J 0 尸、ùō、à 0 月气j`内乙砚月.百且 . `芝、 b 芝僻绷澳 0 . 3 5 0 . 30 0 . 2 5 0 . 2 0 0 . 15 0 . 10 0 . 0 5 0 4 0 ,J ó芝. 、 b 0 5 1 0 1 5 旧 / x 1 0 1 5 2 0 ￡ / x 10 一 J 1 “ · 5 J 0 2 5 0 ù () `几 .盆. 1 0 0 8 0 c( ) 细砂岩 10 0 8 0 (d) 中砂岩 l 0 6 瓣喇澳芝 月f 0 `呀U月`, nU 芝 `芝、月0 僻姻澳 1486120 nUC ù 乙6 . ó芝\曰b 4 , l 2 0 0 4 8 12 ￡ / x 10 一 3 16 20 0 5 10 巧 20 25 e / x 10 一 3 圈 1 岩石 三轴压编与洽血试脸曲线 F吮 · i 介场 x 运 1 c o . P洛 5 10 一 a . d 砂 r m e . b Ui yt e u vr e s 衰 1 三轴渗 纽试脸试 件描述 、 试 脸条件 及试脸 . 橄 aT b块 1 eT s t P a r a m e et ” a n d . ae . u er m e n st l . t血山l e o m P r . s. 如. a o d p e r m e a 血g t e s t 编号 留m m hI/ n m 伪 舰 aP 入 . 加 P a 仰 . 砂口 a 奴. 彻 P a 细。 ō、」à尸 4 . 8 咤J 6 月呀0j l产 7469524 岩性 泥岩 3 . 8 砂质泥岩 砂 质页岩 3 . 8 3 . 8 úà尸、ù 4 . 8 细砂岩 4 . 0 5 0 4 . 0 4 . 0 5 . 0 4 . 0 3 . 8 6 1 . 0 5 . 0 4 . 8 O户0月0凡fj l 4 ù飞,f 月Jf4 尸、ù咤呢àJ, f 、ó气亡ù、 一、à凡r 7 . 0 5 . 0 4 . 0 6 . 8 5 . 0 3 . 8 69 . 8 5 2 8 54 . 0 28 2 39 . 9 9 3 、 2 9 7 . 4 82 , 3 95 7 9 3 1 9 1 3 12 5 9 . 6 6 x 10 一 3 0 . 0 1 6 7 0 . 0 16 5 0 . 0 1 5 3 0 . 0 13 0 0 , 0 12 2 0 . 0 1 3 1 0 . 0 12 7 0 . 0 15 2 0 . 0 1 1 8 0 . 0 1 1 4 0 . 0 1 1 8 渗透率变化范围 0 . 0 4 4 1 ~ 1 . 16 0 0 0 . 0 1 4 6司 . 3 2 7 0 0 . 036 2 ~ 5 5 . 2 00 0 . 0 9 5 0 ~ 3 . 6 0 0 0 0 . 06 2 7 、 0 . 3 76 0 0 . 0 9 3 9~ 6 . 5 7 0 0 0 , 0 6 0 5 ~ 13 . 2 0 0 0 . 0 5 5 5 ~ 1 . 04 0 0 0 . 06 1 8 、 6 . 7 10 0 0 . 15 1 ~ 8 . 86 0 0 . 3 4 5~ 3 0 . 6 0 0 0 . 2 3 2 ~ 1 0 . 2 0 0 4 伟ù、 6 … 了n `内nU, ù `Uù )t `0, 侣且. … 凡j 戈曰公ùr1J 内ù门曰亏嘴 中砂岩 5 3 . 1 5 3 . 2 8 1 . 8 6 2 0 4 . 0 3 . 8 6 0 5 . 0