岩石剪切裂隙渗流特性试验与理论研究.pdfVIP

第28 卷 第 11 期 岩石力学与工程学报 Vol.28 No.11 2009 年 11 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Nov. ，2009 岩石剪切裂隙渗流特性试验与理论研究 徐礼华 1，2 ，谢 妮 1，2 (1. 武汉大学 土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072 ；2. 武汉大学 岩土与结构工程安全湖北省重点实验室，湖北 武汉 430072) 摘要：通过在三轴应力条件下对丹江口库区辉绿岩进行剪切破坏得到剪切裂隙，然后对剪切裂隙进行不同围压和 裂隙水压力(渗透压差)作用下渗透性能的试验研究。研究结果表明：绝大部分岩样在剪切破坏后会形成单条贯穿 剪切裂隙，这种剪切裂隙的渗透系数与净围压的关系符合指数函数特征，且受环向应变影响很大，但受轴向应变 影响较小；裂隙水压力对裂隙渗透系数影响明显，在相同净围压下，裂隙水压力越大，渗透系数越大，其主要原 因是较大的裂隙水压力使裂隙两侧基岩产生附加变形，导致隙宽增加。基于试验数据和理论分析，根据三维应力 下的裂隙–岩块位移模型推导考虑裂隙水压力的渗透系数计算公式，该公式可以较好地描述不同围压和裂隙水压 力下实测渗透系数的变化趋势，并且公式中的参数均可根据简单的三轴压缩试验得到，计算结果与实测数据符合 较好。 关键词：岩石力学；剪切裂隙；渗透试验；裂隙水压力；渗透系数；应变 中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2009)11 –2249 –09 TEST AND THEORETICAL RESEARCH ON PERMEABILITY CHARACTERISTICS OF SHEAR FRACTURE IN ROCK MASS 1，2 1，2 XU Lihua ，XIE Ni (1. School of Civil and Architectural Engineering ，Wuhan University，Wuhan，Hubei 430072 ，China；2. Hubei Provincial Key Laboratory of Geotechnical and Structural Engineering Safety ，Wuhan University，Wuhan，Hubei 430072 ，China) Abstract ：Under the triaxial stress state ，a shear fracture of the diabase samples from Danjiangkou reservoir is obtained by shear failure. Permeability tests under different confining pressures and fracture water pressures(i.e. permeability pressure gradients) are carried out to study the permeability characteristics of the shear fracture. The test results show that overwhelming majority of the rock samples produces a single running-through fracture after shear failure，of which the permeability coefficient decreases with the increase of net confining pressure，following the law