相似材料滲流—能量特性真三軸綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研發(fā)及應(yīng)用

摘 要：為開展采動(dòng)覆巖破斷與卸壓瓦斯運(yùn)移規(guī)律的三維物理相似模擬實(shí)驗(yàn)，在滲流系數(shù)能量控制模型的基礎(chǔ)上，研制出相似材料滲流-能量特性真三軸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并詳細(xì)介紹系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)、功能及實(shí)驗(yàn)方法。結(jié)果表明，該系統(tǒng)可由液壓加載系統(tǒng)控制對(duì)試件所施加的三軸應(yīng)力，利用多元測試系統(tǒng)對(duì)試件壓縮過程中油缸的推出力、試件壓縮軸向變形量、壓縮過程的氣體流量及主裂隙導(dǎo)通時(shí)的能量耗散進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，通過對(duì)不同配比相似材料試件的真三軸加載實(shí)驗(yàn)，研究三軸壓縮相似材料的滲流-能量特性為進(jìn)一步開展采動(dòng)覆巖裂隙演化與卸壓瓦斯運(yùn)移多物理場耦合規(guī)律奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：真三軸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；氣體滲流；能量耗散；相似材料

中圖分類號(hào)：TD 712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Development on true triaxial comprehensive

testing system of “seepage-

energy”

characteristics of similar material and its application

ZHAO Peng-xiang1，2，HE Bin-lei1，XIAO Peng1，2，ZHANG Yuan-chen1，GAO Jin-biao1

（1.College of Safety Science and Engineering，Xi’an University of Science and Technology，Xi’an 710054，China；

2.Key Laboratory of Western Mine Exploration and Hazard Prevention，Ministry of Education，Xi’an 710054，China）

Abstract：According to the 3D physical simulation experiment on the falling process of the overlying rocks in fully-mechanized top-coal caving stope and unloading pressure gas migration rule，we developed a true triaxial experiment

system of the similar material seepage-energy characteristics based on energy control model of seepage coefficient.And introduced the main structure and function of the system and the experimental method.The specimen is imposed the triaxial stress by the controlled hydraulic loading system.It is real-time monitored by the multivariate testing system that the stress of the compressed samples， the axial deformation launch of the compressed specimen， the compressed gas flow and the energy dissipation of main fracture. The seepage-energy characteristics of the similar material is researched based on the

true triaxial loading experiment

for the different ratio of similar material specimen

when it is compressed. The results will provide experimental foundation for the further development of rock fracture evolution and the coupled law of

pressure relief gas transport and rock fracture evolution.

Key words：true triaxial testing system；gas seepage；energy dissipation；similar material

0 引 言

對(duì)于煤炭開采過程而言，由于地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力的作用，使其所處的環(huán)境往往為三向不等壓狀態(tài)。同時(shí)為了保證煤礦開采過程不受瓦斯涌出及積聚的威脅，會(huì)在煤層開采前或開采過程中對(duì)其進(jìn)行瓦斯抽采，而煤層開采、鉆井和鉆孔等行為會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力的重新分布并造成局部應(yīng)力集中，相應(yīng)的圍巖應(yīng)力狀態(tài)同樣為三向不等壓狀態(tài)，即真三軸狀態(tài)（σ1>σ2>σ3）.對(duì)這種力學(xué)行為開展現(xiàn)場測試還很困難，而傳統(tǒng)的巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)通常采用單軸（σ1>σ2=σ3=0）或者偽三軸（σ1>σ2=σ3）方式進(jìn)行[1]，均屬于簡單應(yīng)力狀態(tài)范疇。因此對(duì)相似材料試件開展真三軸應(yīng)力條件下的力學(xué)特性與流體滲流規(guī)律研究，能夠使實(shí)驗(yàn)室對(duì)現(xiàn)場實(shí)際的反演更貼近實(shí)際。世界上第一臺(tái)真三軸實(shí)驗(yàn)裝置是由W.Kjellman[2]在1936年研制成功的，該裝置主要適用于砂土。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外許多學(xué)者先后研制了多種真三軸實(shí)驗(yàn)臺(tái)。K.Mogi[3-4]研制成功了世界上第一臺(tái)針對(duì)巖石試件的真三軸實(shí)驗(yàn)裝置，并通過實(shí)驗(yàn)探討了中間主應(yīng)力對(duì)巖石力學(xué)特性的影響。尹光志等[5-6]對(duì)巖石壓裂過程的中間主應(yīng)力對(duì)巖石力學(xué)特性的影響利用自制的真三軸實(shí)驗(yàn)臺(tái)開展了研究。孫曉明等[7-8]研制了一套能夠?qū)r石開展單相拉壓、剪切、三向壓縮及多種拉壓組合實(shí)驗(yàn)的真三軸軟巖實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。李維樹等[9-10]開展了中尺寸巖石試件及現(xiàn)場蠕變真三軸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研發(fā)。邵生俊等[11]研制了一種具有軸向剛性板加載、側(cè)向雙軸液壓柔性囊加載的新型真三軸實(shí)驗(yàn)臺(tái)。尹立明等[12]研制了一種利用獨(dú)立伺服控制施加三維應(yīng)力，利用聲發(fā)射系統(tǒng)對(duì)三維應(yīng)力和滲透水壓作用下的巖石裂紋擴(kuò)展演化進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤的真三軸實(shí)驗(yàn)臺(tái)。B.Haimson和C.Chang[13]設(shè)計(jì)研發(fā)出一種用于硬巖真三軸實(shí)驗(yàn)的高壓真三軸實(shí)驗(yàn)臺(tái)。L.P.Frash等[14]研制了一種適用于水力壓裂對(duì)巖石儲(chǔ)層影響的真三軸實(shí)驗(yàn)裝置。綜上所述，國內(nèi)外在研制真三軸實(shí)驗(yàn)裝置方面已經(jīng)開展了很大量的工作，一定程度上推進(jìn)了土力學(xué)、巖石力學(xué)、滲流力學(xué)及地質(zhì)學(xué)的發(fā)展。但已有的裝置主要集中在對(duì)實(shí)際巖石取樣進(jìn)行真三軸條件下的研究，而對(duì)于相似材料試件開展真三軸壓裂及其中氣體滲流與壓裂時(shí)的能量釋放監(jiān)測的實(shí)驗(yàn)臺(tái)研發(fā)還很少，通過研發(fā)一種相似材料滲流-能量綜合測試實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)三軸條件下的相似材料滲流及能量特性開展研究，為進(jìn)一步完善三維多場耦合物理相似模擬實(shí)驗(yàn)的開展具有十分重要的意義。

1 三軸加載滲流系數(shù)的能量控制模型試件的滲透性取決于其內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的變化，在三軸應(yīng)力環(huán)境中試件內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的變化不僅取決于試件受到的軸向應(yīng)力的變化[12]，同時(shí)也取決于垂直氣體流動(dòng)方向及平行于氣體流動(dòng)方向的側(cè)向應(yīng)力變化的影響，因此巖石受軸向應(yīng)力及兩側(cè)向應(yīng)力壓縮后，其所產(chǎn)生的損傷變量Ds可表示為

Ds=Ds1+

Ds3

=1E*

[σ1-v*（σ2+σ3）]+1E*[σ3-v*（σ2+σ1）]，

（1）

通過對(duì)上式整理可得

Ds=1-v*E*（σ1+σ3）-2v*E*σ2，（2）根據(jù)胡克定律，巖石壓縮法向應(yīng)變?yōu)?/p>

Dn=σ2-2PE*n

-v*lE*q

（σ1+σ3），

（3）根據(jù)已有的孔隙的本構(gòu)方程，孔隙壓縮變形為

B=d0（1-e-Ds），

（4）

當(dāng)對(duì)巖石試件施加三軸應(yīng)力后，巖石變形后孔隙的大小為

B1=d0-B，

（5）巖體滲透性僅與其內(nèi)部孔隙的大小結(jié)構(gòu)有關(guān)，根據(jù)巖體滲流的平方定律

k=gB2112μ

得出巖體孔隙中滲透率的變化模型

k=gB2112μe-2

σ2-2PE*n

-v*lE*q

（σ1+σ3），

（6）結(jié)合文獻(xiàn)[15]中推導(dǎo)出的巖石三軸條件下全應(yīng)力應(yīng)變能量本構(gòu)模型，可以得出三軸加載條件下試件滲透率的能量控制模型

k=gB2112μe-2

ξD2s（σ2-aP）

2ρψ-ω

-v*lE*q

（σ1+σ3）.

（7）

式中 Ds為巖石壓裂過程中的損傷變量；Ds1，Ds2為主應(yīng)力方向及垂直于氣體流動(dòng)方向的損傷變量）；E為巖石的彈性模量，MPa；v*為巖石的泊松比；σ1，σ2，σ3為3個(gè)方向的應(yīng)力，MPa；P為孔隙壓力，MPa；a為節(jié)理粗糙對(duì)孔隙氣壓的影響系數(shù)；v*l為裂隙的泊松比；

E*n，E*q

分別為裂隙的法相彈性模量和切向彈性模量；D0為巖石壓裂時(shí)裂縫的初始寬度，m；B，B1為巖石壓縮孔隙大小變形及初始孔隙大小；k為表示滲透率，um2；g為重力加速度，m/s2；μ為氣體的動(dòng)力粘性系數(shù)；

ξ，ω為熱力學(xué)常數(shù)，由材料自身熱力學(xué)特性決定。2 相似材料滲流-能量真三軸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)相似材料滲流-能量真三軸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由4個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成：三軸實(shí)驗(yàn)盒子系統(tǒng)，液壓加載子系統(tǒng)，PLC程序控制子系統(tǒng)，多元監(jiān)測子系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示。

2.1 三軸實(shí)驗(yàn)盒子系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過程中所采用的相似材料試件為立方體，試件放置于采用5塊組合式可移動(dòng)鋼板組成的實(shí)驗(yàn)盒內(nèi)部。實(shí)驗(yàn)盒包含盒體、墊塊、剛性推頭、進(jìn)氣篩板及密封膠墊等部件。盒體前后左右4塊側(cè)板通過螺栓連接并固定在勾有3 mm固定卡槽的矩形底板上，可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)盒的拆卸及轉(zhuǎn)換。實(shí)驗(yàn)盒采用702硅橡膠密封四周縫隙，以保證實(shí)驗(yàn)過程中的氣密性。實(shí)驗(yàn)盒結(jié)構(gòu)如圖2所示。

實(shí)驗(yàn)時(shí)油缸、聲發(fā)射傳感器及進(jìn)氣篩板通過前后左右各側(cè)面板進(jìn)入盒內(nèi)部給試件加壓，通過將H型密封圈加蓋板的方式創(chuàng)新的應(yīng)用于箱體與外界的密封，保證實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)試件進(jìn)行三軸加壓、能量測試及充氣時(shí)的良好密封性，解決了真三軸條件下氣密性問題。

2.2 液壓加載子系統(tǒng)液壓加載子系統(tǒng)中的軸向加載裝置由活塞、軸向加載油缸及剛性推頭等組成。其中軸向加載油缸為給試件施加軸向應(yīng)力的裝置，剛性推頭為傳力裝置，考慮到相似材料抗壓強(qiáng)度較小[16]，因此最大軸向載荷設(shè)計(jì)為5 kN，對(duì)實(shí)驗(yàn)用的相似材料試件可以施加2 MPa的最大軸向主應(yīng)力。側(cè)向加載裝置的結(jié)構(gòu)與軸向加載裝置類似，2個(gè)側(cè)向加載油缸橫向固定在實(shí)驗(yàn)盒外部的承載柱上，2個(gè)側(cè)向

加載油缸最大施加載荷均為4 kN，對(duì)實(shí)驗(yàn)用試件可以分別施加1.6 MPa的最大側(cè)向應(yīng)力。

實(shí)驗(yàn)開始前，將制作好的試件放置在實(shí)驗(yàn)箱體幾何中心處，利用組合節(jié)流閥及比例減壓閥來控制油缸推出的快慢及推出力度，以此來保證油缸端部推頭緩慢與試件接觸，而不破壞試件本身。當(dāng)油缸推頭與試件接觸后，立即停止推出，此時(shí)蓄能器開始工作，使油缸持續(xù)保持輸出力不變。

2.3 PLC程序控制子系統(tǒng)PLC程序控制子系統(tǒng)包括PLC觸摸控制屏、數(shù)據(jù)采集模塊及實(shí)驗(yàn)臺(tái)動(dòng)作控制模塊等部分。控制系統(tǒng)采用德國西門子公司原裝進(jìn)口的電信號(hào)控制模塊，該控制模塊輸入輸出穩(wěn)定，通用性及靈敏性高，功耗低，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)軸向油缸及側(cè)向油缸的加載進(jìn)行分別控制，數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)軸向加載油缸位移、變形及應(yīng)力的采集。該系統(tǒng)控制精確度高，當(dāng)試件發(fā)生瞬間破壞時(shí)，系統(tǒng)能夠按設(shè)定的保護(hù)程序自動(dòng)停止加載。

2.4 多元測試子系統(tǒng)

2.4.1 推出力測試裝置三軸滲透性測試裝置壓力測試系統(tǒng)采用HG-YB型號(hào)的壓力變送器，對(duì)油缸施加給3個(gè)推板的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，壓力變送器與比例減壓閥連接，通過專用線路與PLC程序控制系統(tǒng)連接，將電信號(hào)換算成壓力信號(hào)傳輸給PLC控制子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)油泵輸出壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)控，該壓力可在0～0.5 MPa范圍內(nèi)變化，壓力測試裝置如圖3所示。

2.4.2 位移測試裝置三軸滲透性測試裝置測試系統(tǒng)中的位移測試裝置采用KTC-4500型號(hào)拉桿式位移傳感器，利用連桿機(jī)構(gòu)的原理與軸向應(yīng)力缸相連，通過1#缸下壓試件時(shí)的行程位移來監(jiān)測試件軸向位移，側(cè)向壓力油缸由于只提供圍壓，而圍壓在實(shí)驗(yàn)測試過程中可人為設(shè)定為固定組合，為保證實(shí)驗(yàn)箱體的氣密性，因此未設(shè)置位移傳感器。位移測試裝置如圖4所示.

2.4.3 氣體流量測試裝置三軸滲透性測試裝置氣體流量測試裝置由MF 5700氣體質(zhì)量流量計(jì)（0～12 L/min）、專用耐壓膠管、快速插頭組成，由空氣壓力機(jī)提供具有一定壓力的氣體，經(jīng)過專用耐壓膠管及快插接頭進(jìn)入實(shí)驗(yàn)箱體，通過試件后由在側(cè)向油缸推桿上開設(shè)的導(dǎo)氣孔經(jīng)過SL8-02單項(xiàng)微調(diào)節(jié)流閥，流入流量計(jì)，以此監(jiān)測試件壓縮過程中氣體流過試件的流量。

2.4.4 能量測試裝置能量測試裝置由計(jì)算機(jī)、聲發(fā)射信號(hào)采集儀、聲波放大器、SR150S接觸式聲發(fā)射傳感器構(gòu)成。由于用于單軸全應(yīng)力應(yīng)變過程測試能量的表面接觸式傳感器為底部出線，這樣對(duì)于三軸滲透性測試裝置而言密封存在很大問題，因此開展試件三軸全應(yīng)力應(yīng)變滲透性測試實(shí)驗(yàn)時(shí)，選用SR150S接觸式傳感器，此傳感器為尾部出線，在三軸滲透性測試裝置右側(cè)面開變徑圓孔，并用空心螺栓引出數(shù)據(jù)采集線，之后用密封膠密封，以此來保證氣密性。

3 相似材料滲透-能量特性實(shí)驗(yàn)方案利用三軸滲透性測試裝置對(duì)水泥沙子質(zhì)量比從1∶10～1∶50，淀粉含量從0～50 g，水分為試件總質(zhì)量的1/9的30種配比開展三軸條件下滲流-能量綜合測試實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)方案如下

1）制作30種配比的相似材料試件，每種配比試件各制作3個(gè)，晾曬編號(hào)備用，使用前在其四周涂抹密封膠，同時(shí)將近期篩板與試件之間用密封膠密封，保證通氣時(shí)的氣體密封性；

2）力學(xué)特性測試實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3種圍壓（0.5，1.0，1.5 MPa），測試不同組合圍壓條件下，試件全應(yīng)力應(yīng)變過程中的滲透性變化規(guī)律，測試過程中軸向應(yīng)力在0.06～0.5 MPa范圍內(nèi)近似均與的變化，每次遞增壓力前，對(duì)試件滲透性進(jìn)行測試，直至試件壓裂為止；3）為了實(shí)驗(yàn)安全起見，試件滲透性測試實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)5種氣體壓力（1，2，3，4，5 kPa），在試件全應(yīng)力應(yīng)變過程中，圍壓保持不變，軸向應(yīng)力每遞增一次，對(duì)試件滲透性進(jìn)行一次測試，每個(gè)壓力等級(jí)每次測試3次，求其平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以此減小實(shí)驗(yàn)誤差；

4）能量變化規(guī)律測試，表面接觸式聲發(fā)射傳感器通過空心螺栓進(jìn)入三軸滲透性測試裝置箱體內(nèi)部與試件相接觸，利用聲發(fā)射能量監(jiān)測儀對(duì)試件全應(yīng)力應(yīng)變過程中的能量變化進(jìn)行監(jiān)測，以此得到不同圍壓組合全應(yīng)力應(yīng)變過程中試件的能量變化規(guī)律，為三維物理相似模擬實(shí)驗(yàn)提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

4 三軸壓縮過程中“滲流-能量”結(jié)果分析.

4.1 三軸加載條件下試件滲流速度變化規(guī)律

實(shí)驗(yàn)利用自行研制的三軸滲透性測試裝置對(duì)骨膠比為1∶50，淀粉含量50 g的立方體試件進(jìn)行三軸滲流-能量測試實(shí)驗(yàn)，得到不同圍壓組合條件下試件滲透速度隨軸向應(yīng)力增大的變化規(guī)律，如圖7所示。

從圖7（a～b）可以看出，在同一配比條件下，設(shè)計(jì)兩向圍壓組合為σ2=0.11 MPa，σ3=0.06 MPa；σ2=0.06 MPa，σ3=0.11 MPa；σ2=0.11 MPa，σ3=0.17 MPa；σ2=0.17 MPa，σ3=0.17 MPa在這幾種圍壓組合作用于試件的過程中，隨著軸向應(yīng)力逐漸增大的過程中，試件滲透速度呈負(fù)指數(shù)函數(shù)的變化趨勢逐漸減小，隨著圍壓組合中應(yīng)力的不斷增大，滲流速度下降了33.33%～62.52%，這說明隨著圍壓的不斷增大其對(duì)試件中孔隙率的影響十分明顯。由于試件兩側(cè)受限，使得試件的壓縮膨脹只能發(fā)生在試件內(nèi)部，壓縮了試件原本內(nèi)部的空間體積，使其中原始孔隙變小，阻礙氣體流過。從圖7（c，d）中可以看出，隨著圍壓的不斷增大，當(dāng)其組合變?yōu)棣?=0.11 MPa，σ3=0.17 MPa；σ2=0.17 MPa，σ3=0.17 MPa時(shí)，滲透性在軸向應(yīng)力為0.06～0.17 MPa范圍內(nèi)出現(xiàn)明顯的先降低后升高的變化趨勢，這是由于在較大圍壓作用下試件壓縮前其中孔隙結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生變化，此時(shí)對(duì)試件繼續(xù)施加軸向應(yīng)力后，試件中孔隙產(chǎn)生微弱的開裂，使氣體滲流速度出現(xiàn)升高的變化趨勢，隨后在軸向應(yīng)力增大過程中，試件中孔隙又被壓縮閉合，因此出現(xiàn)了與前面幾幅圖相類似的逐漸降低的變化趨勢，同時(shí)由于圍壓較大，當(dāng)氣體壓力較小，軸向應(yīng)力較大時(shí)，試件中孔隙已經(jīng)壓縮至極限開合度，因此導(dǎo)致氣體無法通過試件，此時(shí)試件滲流速度為0 L/min.這是由于在壓縮過程中滲透性隨軸向應(yīng)力的不斷變大，呈現(xiàn)出逐漸變小至最終趨于穩(wěn)定的變化規(guī)律，這說明試件滲透性受三軸應(yīng)力影響，隨著三軸應(yīng)力的不斷增大，使其中顆粒之間的孔隙逐漸被壓實(shí)閉合，使得氣體流過孔隙之間的摩擦阻力增大，因此其滲流速度逐漸變小，而當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí)，孔隙已達(dá)到壓縮的極限，能夠出現(xiàn)完全阻隔氣體通過的現(xiàn)象。

4.2 滲透速度與能量隨軸壓的變化規(guī)律實(shí)驗(yàn)利用由計(jì)算機(jī)、聲發(fā)射信號(hào)采集儀、聲波放大器、SR150S接觸式聲發(fā)射傳感器組成的能量測試系統(tǒng)對(duì)三軸應(yīng)力壓縮過程中試件變形破裂時(shí)能量耗散規(guī)律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，并將其與試件在此過程中的滲透速度隨軸向應(yīng)力的變化規(guī)律結(jié)合分析，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的總結(jié)得出如圖8（a～d）所示的變化規(guī)律。

從圖8（a～d）可以得出，能量耗散的最大值出現(xiàn)在試件滲透速度突變的時(shí)候，說明此時(shí)試件中孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生了較為明顯的變化，甚至出現(xiàn)裂隙，導(dǎo)致原本積累的彈性能瞬間釋放出來，此時(shí)滲流速度也出現(xiàn)突增的變化。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)在淀粉含量相同的情況下改變其骨膠比，強(qiáng)度較低的試件在壓裂時(shí)所釋放出的能量遠(yuǎn)小于強(qiáng)度大的試件，這與其在試件彈性階段的長短有關(guān)，強(qiáng)度小的試件受到外界應(yīng)力作用后，會(huì)很快經(jīng)過彈性區(qū)而進(jìn)入塑性變形區(qū)并產(chǎn)生裂隙，產(chǎn)生裂隙的同時(shí)便會(huì)產(chǎn)生能量的耗散，因此導(dǎo)致其主裂隙產(chǎn)生時(shí)所釋放的能量較小，強(qiáng)度較大的試件其彈性變形階段所經(jīng)歷的時(shí)間較長，在此階段中積累的彈性能較多，在試件進(jìn)入塑性變形階段及裂隙導(dǎo)通階段前，未產(chǎn)生明顯的裂隙，導(dǎo)致其在主裂隙導(dǎo)通時(shí)所釋放的能量很大。

5 結(jié) 論

1）推導(dǎo)得到三軸加載條件下試件滲透系數(shù)變化的能量控制模型，從模型中可以看出隨試件能量釋放增大，其滲透系數(shù)增加，其二者之間呈指數(shù)函數(shù)的變化規(guī)律；

2）自行研制的三軸滲透性測試裝置，主要由實(shí)驗(yàn)箱體、液壓加載系統(tǒng)、PLC程序控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)（位移測量裝置、滲透速度測試裝置及能量測試裝置）組成，能夠?qū)υ嚰嚎s過程中的變形量、滲流速度、能量耗散進(jìn)行同步測試；3）發(fā)現(xiàn)不同配比試件的滲流速度在固定圍壓組合條件下隨軸向應(yīng)力的不斷增大而變小，同時(shí)觀測了不同骨膠比的試件壓裂過程中滲透速度與能量耗散之間的變化規(guī)律，得到強(qiáng)度小的試件壓縮后其彈性階段較短，很快發(fā)生破裂，導(dǎo)致其主裂隙產(chǎn)生時(shí)所釋放的能量較小。

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