第2期 李长洪等：两种岩石的不同类型渗透特性实验及其机理分析 .161. 150 (a) b 实测曲线1 120 +实测曲线1 实测曲线2 (.01/ 。实测曲线2 拟合曲线1 拟合曲线1 拟合曲线2 60 拟合曲线2 整30 0.0030.0060.0090.012 00i0.0060.0080.010 应变 应变 图4岩石应变渗透率分段拟合曲线，(a)石灰岩A2(b)闪长岩B1 Fig 4 Strain pemeability segmnental fitted curves of rock:(a)lmestone A2:(b)diorite Bl k=5×10e3+92672e2-1064.6e+2.5188 的渗透率大于屈服破坏前的渗透率，屈服破坏前后 0.002≤0.0075，R2=0.9674 拟合方程的相关性较好，说明应变与渗透率存在着 k=-8×10e3+2×10e2-14387e+36.362 元三次多项式的关系， 0.0075≤0.0119，R2=0.9756 (2)对于闪长岩，拟合曲线以峰值强度为界分 闪长岩B1的应变与渗透率方程为： 两段：峰值前，渗透率变化不大，且整体渗透率很低； k=2×10e3-208343e2+730.31e-0.5458 峰值时渗透率骤增，瞬间达到最大值，峰值前的拟 0.0016≤0.0058R2=0.2291 合方程相关性较差，说明闪长岩受轴压和围压影响 k=2×10e3-3X10e2+2X10e-52632 不大，内部微裂隙没有更大程度的扩展、贯通：峰值 0.0058≤0.0078R2=0.9856. 后的拟合方程相关性较好，说明应变与渗透率存在 由拟合的结果可以得到以下几点 着一元三次多项式的关系 (1)对于石灰岩，拟合曲线以屈服破坏阶段起 (3)应变渗透率曲线的拟合结果更能深刻地 点为界分为两段，岩样屈服破坏以前，裂隙由压密到 描述岩石破裂过程的渗透规律.可以根据应变渗 原生裂隙扩展和新的微裂隙萌生，渗透率随应变增 透率方程，计算不同应变条件下的渗透率，为解决渗 大由先减小到缓慢增大，岩样屈服破坏后，其内部的 流问题提供参考 裂隙进一步扩展、贯通，开始出现宏观裂缝，渗透率 2.3孔隙压差随时间的变化规律 先急剧增大到最大值，随后略有降低，屈服破坏后 图5至图6分别是石灰岩A1(σ=64.74MPa)、 0.8- 08- =1×100-1×17x'+ 7 4x1023-(0077x+1.1505 6 R0.9993 a =0.9154r0m 月-=0.9983 0.5 0.5 一实测曲线 ·一实测曲线 03 拟合曲线 0.3 拟合曲线 02 02 0 100 200 30) 40 100 200 400 时问s 时间s 图5石灰岩某应力状态下孔隙压差随时间变化规律.(a)一元四次多项式：(b)负指数 Fig5 Law beween Ap and tme of linestone under a stress state (a)quartic polynan ial with one unknown (b)negative exponent 08 0.8 =9x10"x5×1004 0.0009r0.063x+3.8815 =22.087ea 04 R-0.9099 =0.8964 ·一实测曲线 拟合曲线 =02 —实测曲线 拟合曲线 100 130 100 130 160 时间人 时间 图6闪长岩某应力状态下孔隙压差随时间变化规律.()一元四次多项式；(b)负指数 Fig 6 Law beteen Ap and tie of dorite under a stress state (a)quartic polynom ial w ith one unknown:(b)negative exponent第 2期 李长洪等： 两种岩石的不同类型渗透特性实验及其机理分析 图 4 岩石应变--渗透率分段拟合曲线．（ａ） 石灰岩 Ａ2；（ｂ） 闪长岩 Ｂ1 Ｆｉｇ．4 Ｓｔｒａｉｎ-ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｓｅｇｍｅｎｔａｌｆｉｔｔｅｄｃｕｒｖｅｓｏｆｒｏｃｋ：（ａ） ｌｉｍｅｓｔｏｎｅＡ2；（ｂ） ｄｉｏｒｉｔｅＢ1 ｋ＝5×10 6ε 3＋92672ε 2—1064∙6ε＋2∙5188‚ 0∙0024≤ε≤0∙0075‚Ｒ 2＝0∙9674 ｋ＝—8×10 7ε 3＋2×10 6ε 2—14387ε＋36∙362‚ 0∙0075≤ε≤0∙0119‚Ｒ 2＝0∙9756． 闪长岩 Ｂ1的应变与渗透率方程为： ｋ＝2×10 7ε 3—208343ε 2＋730∙31ε—0∙5458‚ 0∙0016≤ε≤0∙0058‚Ｒ 2＝0∙2291 ｋ＝2×10 11ε 3—3×10 9ε 2＋2×10 7ε—52632‚ 0∙0058≤ε≤0∙0078‚Ｒ 2＝0∙9856． 由拟合的结果可以得到以下几点． （1） 对于石灰岩‚拟合曲线以屈服破坏阶段起 点为界分为两段‚岩样屈服破坏以前‚裂隙由压密到 原生裂隙扩展和新的微裂隙萌生‚渗透率随应变增 大由先减小到缓慢增大‚岩样屈服破坏后‚其内部的 裂隙进一步扩展、贯通‚开始出现宏观裂缝‚渗透率 先急剧增大到最大值‚随后略有降低．屈服破坏后 的渗透率大于屈服破坏前的渗透率．屈服破坏前后 拟合方程的相关性较好‚说明应变与渗透率存在着 一元三次多项式的关系． （2） 对于闪长岩‚拟合曲线以峰值强度为界分 两段：峰值前‚渗透率变化不大‚且整体渗透率很低； 峰值时渗透率骤增‚瞬间达到最大值．峰值前的拟 合方程相关性较差‚说明闪长岩受轴压和围压影响 不大‚内部微裂隙没有更大程度的扩展、贯通；峰值 后的拟合方程相关性较好‚说明应变与渗透率存在 着一元三次多项式的关系． （3） 应变--渗透率曲线的拟合结果更能深刻地 描述岩石破裂过程的渗透规律．可以根据应变--渗 透率方程‚计算不同应变条件下的渗透率‚为解决渗 流问题提供参考． 2∙3 孔隙压差随时间的变化规律 图 5至图6分别是石灰岩 Ａ1（σ＝64∙74ＭＰａ）、 图 5 石灰岩某应力状态下孔隙压差随时间变化规律．（ａ） 一元四次多项式；（ｂ） 负指数 Ｆｉｇ．5 ＬａｗｂｅｔｗｅｅｎΔｐａｎｄｔｉｍｅｏｆｌｉｍｅｓｔｏｎｅｕｎｄｅｒａｓｔｒｅｓｓｓｔａｔｅ：（ａ） ｑｕａｒｔｉｃｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｗｉｔｈｏｎｅｕｎｋｎｏｗｎ；（ｂ） ｎｅｇａｔｉｖｅｅｘｐｏｎｅｎｔ 图 6 闪长岩某应力状态下孔隙压差随时间变化规律．（ａ） 一元四次多项式；（ｂ） 负指数 Ｆｉｇ．6 ＬａｗｂｅｔｗｅｅｎΔｐａｎｄｔｉｍｅｏｆｄｉｏｒｉｔｅｕｎｄｅｒａｓｔｒｅｓｓｓｔａｔｅ：（ａ） ｑｕａｒｔｉｃｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｗｉｔｈｏｎｅｕｎｋｎｏｗｎ；（ｂ） ｎｅｇａｔｉｖｅｅｘｐｏｎｅｎｔ ·161·