砂岩卸围压变形过程中渗透特性与声发射试验研究

发布时间：2017-09-19 22:50

  本文关键词：砂岩卸围压变形过程中渗透特性与声发射试验研究

  更多相关文章： 岩石力学 渗透率 声发射 卸围压 三轴压缩 全应力 应变曲线

【摘要】：利用岩石伺服试验系统,对江西红砂岩岩样进行气体渗透三轴试验及声发射监测,研究在常规加载、峰前卸围压和峰后卸围压3种应力路径下,岩样变形破坏过程中的渗透规律和声发射特征。试验结果表明:(1)随着有效围压的增大,岩石岩样的应力峰值逐渐增大,岩样的应力峰值对有效围压很敏感。(2)常规加载时,渗透率在岩石屈服前呈现略微下降的趋势,屈服后迅速增长,峰后应变软化阶段有小幅回落;峰前和峰后卸围压时,在卸载之前渗透规律与常规加载时相同,卸载后渗透率均呈急剧增长的趋势,增幅也较大,其中峰前卸围压后渗透率增幅最大。(3)在相同加载方式下,围压的增大不影响渗透率曲线的发展趋势,只影响渗透率在各阶段量值的大小。(4)常规加载时,岩石声发射活动在屈服前比较平静,屈服后声发射活动非常活跃,峰后应变软化阶段声发射活动再次趋于平静;峰前卸围压不久后,声发射活动异常活跃、密集,能量数相对值较大并有明显峰值;峰后卸围压过程与常规加载过程中声发射规律相似。(5)岩样的破坏过程中,随围压增大,脆性减弱、延性增强,在同一围压水平下,峰前卸围压破碎程度最高,脆性最强。(6)岩石扩容点与渗透率最小值所对应的轴向应变值十分接近,体应变和渗透率随轴向应变的变化趋势对应较好,声发射活动的密集阶段均发生在体积膨胀之后,渗透率、声发射、应力及(体)应变之间存在一定对应关系。
【作者单位】： 华侨大学岩土工程研究所;大连理工大学土木与水利学院;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;
【关键词】： 岩石力学 渗透率 声发射 卸围压 三轴压缩 全应力 应变曲线
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB013503) 国家自然科学基金资助项目(51374112) 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室资助课题(2012002)
【分类号】：TU45
【正文快照】： 1引言当今的岩石力学还属于加载岩石力学范畴[1-3],已有的岩石变形及破坏过程中的渗透性演化规律研究也不例外,主要针对常规加载条件展开。而事实上,地下硐室和边坡开挖、支护结构损伤失效及山谷下切等过程的实质主要是岩体卸荷行为,岩石在卸载和加载条件下的力学特性、渗透

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 蒋长宝;尹光志;黄启翔;司焕儒;;含瓦斯煤岩卸围压变形特征及瓦斯渗流试验[J];煤炭学报;2011年05期

2 尹光志;李铭辉;李文璞;蒋长宝;曹偈;张千贵;;瓦斯压力对卸荷原煤力学及渗透特性的影响[J];煤炭学报;2012年09期

3 梁宁慧;刘新荣;艾万民;包太;;裂隙岩体卸荷渗透规律试验研究[J];土木工程学报;2011年01期

4 赵阳升,王瑞凤,胡耀青,万志军,谢耀社;高温岩体地热开发的块裂介质固流热耦合三维数值模拟[J];岩石力学与工程学报;2002年12期

5 彭苏萍,孟召平,王虎,马春丽,潘结南;不同围压下砂岩孔渗规律试验研究[J];岩石力学与工程学报;2003年05期

6 井兰如;冯夏庭;;放射性废物地质处置中主要岩石力学问题[J];岩石力学与工程学报;2006年04期

7 周建军;周辉;邵建富;;脆性岩石各向异性损伤和渗流耦合细观模型[J];岩石力学与工程学报;2007年02期

8 汪斌;朱杰兵;邬爱清;胡建敏;熊赞明;;锦屏大理岩加、卸载应力路径下力学性质试验研究[J];岩石力学与工程学报;2008年10期

9 黄润秋;黄达;;卸荷条件下花岗岩力学特性试验研究[J];岩石力学与工程学报;2008年11期

10 苗金丽;何满潮;李德建;曾凡江;张茜;;花岗岩应变岩爆声发射特征及微观断裂机制[J];岩石力学与工程学报;2009年08期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 胡昱;叶源新;刘光廷;李鹏辉;;多轴应力作用下砂砾岩单裂隙渗流规律试验研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期

2 愪保平;赵阳升;;层状盐岩溶腔储气库长期运行稳定性研究[J];地下空间与工程学报;2007年S2期

3 胡宇庭;黄达;刘卫华;;三峡地下厂房岩体结构及围岩稳定性控制[J];地下空间与工程学报;2011年03期

4 刘新荣;傅晏;郑颖人;梁宁慧;;水岩相互作用对岩石劣化的影响研究[J];地下空间与工程学报;2012年01期

5 王金安,彭苏萍,孟召平;岩石三轴全应力应变过程中的渗透规律[J];北京科技大学学报;2001年06期

6 李长洪;张立新;姚作强;张吉良;苗胜军;;两种岩石的不同类型渗透特性实验及其机理分析[J];北京科技大学学报;2010年02期

7 张后全;刘红岗;贺永年;韩立军;;岩石厚壁圆筒三向压缩下的卸荷试验与岩石强度破坏[J];北京科技大学学报;2011年07期

8 周建军;邵建富;田斌;;基于细观力学的脆性岩石通用损伤模型[J];长江科学院院报;2008年04期

9 刘洪磊;杨天鸿;于庆磊;陈仕阔;;凝灰岩破坏全过程渗流演化规律的实验研究[J];东北大学学报(自然科学版);2009年07期

10 黄达;黄润秋;张永兴;;基于改进GSI体系确定三峡地下厂房围岩等效变形模量及强度[J];地球科学(中国地质大学学报);2009年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张旭;孙可明;李凯;;流固耦合作用下水平井变质量流动规律分析[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年

2 康健;赵阳升;董晓梅;;岩体介质的随机固流热耦合模型[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

3 贺永年;刘红岗;张后全;蒋斌松;韩立军;;岩石厚壁圆筒三向压缩下的卸荷试验与岩石强度破坏[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年

4 冯增朝;赵阳升;;高温岩体地热开采中出力与寿命的数值模拟研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集（1）[C];2009年

5 邵江;程强;巫锡勇;;大相岭隧道大角度斜井端头汇水特征及形成机理分析[A];2011年全国工程地质学术年会论文集[C];2011年

6 徐琼辉;马伟斌;陈琦;龚宇烈;;深层干热岩温度场与孔隙率关系研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年

7 愪保平;赵阳升;赵延林;康志勤;;层状盐岩储库长期运行腔体围岩流变破坏及渗透现象研究[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（一）[C];2008年

8 刘善利;赵坚;盛金昌;;环境工程中多场耦合作用研究综述[A];中国岩石力学与工程学会废物地下处置专业委员会成立大会暨首届学术交流大会论文集[C];2006年

9 李小琴;李文平;盛平;;砂岩卸载过程的渗透特性试验研究[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集（上册）[C];2006年

10 何满潮;孙晓明;;深部岩体力学与工程灾害控制研究现状与展望[A];2009—2010岩石力学与岩石工程学科发展报告[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 何峰;岩石蠕变—渗流耦合作用规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年

2 郭保华;循环加载下岩石裂隙变形与渗流的试验研究[D];河南理工大学;2010年

3 邓华锋;库水变幅带水—岩作用机理和作用效应研究[D];武汉大学;2010年

4 刘立鹏;锦屏二级水电站施工排水洞岩爆问题研究[D];中国地质大学（北京）;2011年

5 闫永敢;大同矿区冲击地压防治机理及技术研究[D];太原理工大学;2011年

6 王睿;煤层顶底板突水地质力学条件及其危险性研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

7 邵太升;黄沙矿上保护层开采卸压释放作用研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

8 孟筠青;煤层高压脉动注水防治煤与瓦斯突出理论与技术研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

9 李浩;罗布泊盐湖卤水硫酸钾矿床特征及其化学工艺应用研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

10 武志德;考虑渗流及时间效应的层状盐岩溶腔稳定分析[D];中国矿业大学（北京）;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张伟杰;基于渗流—应力耦合作用的裂隙型底板突水机理及危险性预测研究[D];山东科技大学;2010年

2 彭玉平;膨胀性充填裂隙水力特性数值模拟[D];郑州大学;2010年

3 邢利铭;掘进巷道煤岩瓦斯流固耦合效应数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

4 方镜平;压力隧洞内水外渗的渗流-应力-开裂耦合分析[D];浙江大学;2011年

5 唐超;填砂裂隙岩体渗流—传热模型实验与数值模拟研究[D];北京交通大学;2011年

6 汪斌;深部大理岩的加卸载力学特性及多场耦合研究[D];武汉理工大学;2011年

7 李墨潇;岩石单轴压缩破裂过程中声发射信号特征初探[D];武汉理工大学;2011年

8 黄满斌;深埋隧道岩爆机理与微震监测预警初探[D];大连理工大学;2011年

9 刘社豪;节理岩体等效本构关系研究及工程应用[D];大连理工大学;2011年

10 胡京涛;尾砂胶结充填体声发射特性试验研究[D];江西理工大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘维国;单钰铭;傅荣华;;岩石扩容过程中的体积应变与超声横波速度[J];成都理工大学学报(自然科学版);2006年04期

2 徐林生;卸荷状态下岩爆岩石力学试验[J];重庆交通学院学报;2003年01期

3 黄润秋;黄达;;卸荷条件下岩石变形特征及本构模型研究[J];地球科学进展;2008年05期

4 潘别桐,吴旭君;工程岩体渗透性研究现状和趋向[J];地质科技情报;1988年02期

5 蔡耀军;裂隙岩体三维空间非均质各向异性渗透性评价[J];地质科技情报;1989年02期

6 谭以安;;岩爆岩石断口扫描电镜分析及岩爆渐进破坏过程[J];电子显微学报;1989年02期

7 曹树刚;刘延保;李勇;张立强;;不同围压下煤岩声发射特征试验[J];重庆大学学报;2009年11期

8 ;THE CONSTITUTIVE RELATION OF CRACK-WEAKENED ROCK MASSES UNDER AXIAL-DIMENSIONAL UNLOADING[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2008年03期

9 尤明庆;苏承东;;大理岩试样循环加载强化作用的试验研究[J];固体力学学报;2008年01期

10 刘新荣,姜德义,余海龙;水对岩石力学特性影响的研究[J];化工矿物与加工;2000年05期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 许光祥;裂隙岩体渗流与卸荷力学相互作用及裂隙排水研究[D];重庆大学;2001年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王观石;胡世丽;刘洪兴;赵奎;;用声发射监测岩石与混凝土界面的破坏过程[J];矿业工程;2006年04期

2 苏承东;张振华;;大理岩三轴压缩的塑性变形与能量特征分析[J];岩石力学与工程学报;2008年02期

3 张嘉翔;韦立德;陈从新;杨春和;;压剪应力条件下各向异性岩石损伤本构模型和渗流模型(Ⅱ):三轴压缩应力状态下理论模型及算例[J];岩土力学;2007年02期

4 ;岩石力学中最佳表面裂殖[J];北京科技大学学报;1996年03期

5 ;《岩石力学与工程学报》第六届编辑委员会[J];岩石力学与工程学报;2006年11期

6 ;第十次全国岩石力学与工程学术大会[J];岩土力学;2008年02期

7 尹贤刚;李庶林;唐海燕;裴建良;;岩石破坏声发射平静期及其分形特征研究[J];岩石力学与工程学报;2009年S2期

8 ;《岩石力学与工程学报》2009年度第七届三次编委扩大会议纪要[J];岩石力学与工程学报;2009年S2期

9 ;贵州省岩石力学与工程学会喜获“学会之星”称号[J];岩石力学与工程学报;1998年01期

10 ;《岩石力学与工程学报》2009年度第七届三次编委扩大会议纪要[J];岩石力学与工程学报;2009年11期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 郑炳旭;;前言[A];中国岩石力学与工程实例第一届学术会议论文集[C];2007年

2 钱七虎;;前言[A];第一届华东岩土工程学术大会论文集[C];1990年

3 ;中国岩石力学与工程学会章程[A];岩土工程学术交流会文集[C];2004年

4 ;编者的话[A];岩石力学测试技术及高边坡稳定性——第二次湖北省暨武汉岩石力学与工程学术会议论文集[C];1990年

5 徐嘉谟;方祖烈;伍法权;冯夏庭;杨强;邬爱清;何满潮;程良奎;宋胜武;黄润秋;蔡美峰;王明洋;;岩石力学与岩石工程学科发展研究[A];2009—2010岩石力学与岩石工程学科发展报告[C];2010年

6 崔政权;;前言[A];岩土工程论文集[C];1995年

7 ;序[A];岩石力学与工程的创新和实践：第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年

8 王泳嘉;宋文洲;;关于岩石力学有限元程序发展的若干思考[A];第六届全国岩石动力学学术会议文集[C];1998年

9 张元中;李剑浩;昌庆珍;楚泽涵;;利用测井方法解决岩石力学问题[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年

10 付小敏;邓荣贵;徐进;;利用MTS单轴岩石试验机研制岩石常规三轴测试系统[A];第五届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2001年

中国重要报纸全文数据库 前6条

1 本报见习记者 李玉清;做好领军人 挺进新高地[N];科学导报;2009年

2 广东建设报记者 邓新灵　通讯员 善健;汕头市岩石力学与工程学会产生新一届理事会[N];广东建设报;2010年

3 记者 刘莉;我国科学家接任国际岩石力学学会主席[N];科技日报;2011年

4 何凯涛;深孔水压致裂地应力测量系统通过验收[N];中国矿业报;2008年

5 记者 秦锦丽;建立兰州国家级地灾监测预警防治示范区[N];地质勘查导报;2009年

6 本报记者 刘垠;钱七虎院士:岩爆机理尚待摸底[N];大众科技报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 徐光苗;寒区岩体低温、冻融损伤力学特性及多场耦合研究[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2006年

2 孙博;高埋深地下洞室围岩破坏机理及其稳定性的细观力学研究[D];天津大学;2012年

3 张杰;岩石压胀特性及压胀松动增产技术研究[D];西南石油大学;2008年

4 谢润成;川西坳陷须家河组探井地应力解释与井壁稳定性评价[D];成都理工大学;2009年

5 杨圣奇;岩石流变力学特性的研究及其工程应用[D];河海大学;2006年

6 郭保华;循环加载下岩石裂隙变形与渗流的试验研究[D];河南理工大学;2010年

7 赵延林;裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论及应用研究[D];中南大学;2009年

8 彭从文;岩体广义多层结构模型研究[D];浙江大学;2010年

9 刘文彬;岩石蠕变本构模型的辨识及应用[D];北京交通大学;2009年

10 何湘清;弱胶结砂岩油藏出砂机理研究[D];西南石油学院;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 潘建武;含单一天然弱面岩石试样的力学特性研究[D];河南理工大学;2010年

2 谭清;高应力下大理岩卸荷破裂分形及应变能转化规律研究[D];重庆大学;2012年

3 吴秋红;两种各向异性岩石的力学参数研究[D];河南理工大学;2011年

4 缑勇;含孔道大理岩圆柱试样的力学性质研究[D];河南理工大学;2007年

5 王德超;岩石三轴压缩破裂失稳的声发射突变特征及预测研究[D];山东科技大学;2011年

6 乔金丽;边坡稳定性分析的弹塑性有限元模型及应用[D];河北大学;2005年

7 郭金荣;他拉哈地区地层孔隙压力及破裂压力预测技术研究[D];大庆石油学院;2006年

8 夏明;南六区西部可动剩余油描述方法研究[D];大庆石油学院;2009年

9 石磊;不同加、卸荷条件下大理岩力学及声发射特性试验及理论研究[D];青岛理工大学;2011年

10 孙连环;准噶尔盆地井壁稳定性研究[D];中国石油大学;2009年

，

本文编号：884387