渗流-应力耦合作用下碎屑岩流变特性和渗透演化机制试验研究

摘要：

基于物理和常规变形特性分析，认为某水电站坝基碎屑岩力学特性异常复杂，故采用岩石三轴伺服仪开展渗流-应力耦合作用下的流变和渗透特性试验研究。首先绘制流变全程试验曲线，探讨轴向、侧向及体积流变特性和速率变化规律；其次对流变过程中渗流规律和演化机制进行详细分析；最后，对破坏岩样开展微细观电镜扫描试验，研究宏微观破坏机制。结果表明，碎屑岩表现出显著的流变力学特性，流变曲线主要分为初始衰减和稳态流变两阶段，且最后级应力施加后呈现快速流变现象；应力和渗透压力增加导致流变变形加剧，围压对流变变形存在限制作用；最终破坏表现出轴向压缩变形过大、体积延性扩容明显、稳态流变速率较大等特点，且流变速率与应力符合指数增加关系。鉴于岩样的非均质性，加载作用导致渗透系数变化存在部分波动，但整体呈降低的趋势。稳态流变阶段，渗透系数恢复至平缓线性下降趋势，说明波动对渗透率的整体演化无显著影响，且围压增加导致渗透系数降低。试验结果旨在为渗流-应力耦合作用下岩石工程长期稳定分析及流变模型构建提供可靠的依据。

关键词：岩石力学、碎屑岩、渗流-应力耦合、三轴流变试验、渗透系数、流变速率、细观破坏机制

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目11172090；中南勘测设计研究院水能资源利用关键技术湖南省重点实验室开放研究基金项目PKLHD201306；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目13CX02095A

在线出版日期：2014-09-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1679-1690