滲流-應力耦合作用下砂巖聲發射及分形損傷特征研究

付小鳳

(重慶水利電力職業技術學院，重慶 402160)

滲流-應力耦合作用下砂巖聲發射及分形損傷特征研究

付小鳳

(重慶水利電力職業技術學院，重慶 402160)

為探究滲流-應力耦合作用下巖石內部微元體的損傷演化特征，對取自某礦井的砂巖進行了三軸滲透及聲發射試驗。研究結果表明：砂巖的滲透率變化歷經降低、動態平衡、快速增加以及略微回落四個階段；聲發射現象呈階段性變化特征，隨著圍壓的升高，聲發射最大值越滯后；基于柱狀分形理論得到的分形特征表明，分形維數逐漸降低，表明砂巖內部損傷經歷了一個從無序到有序的變化趨勢，分形維數突變點的出現，可作為砂巖即將失穩破壞的前兆；滲流-應力耦合作用下砂巖的損傷值呈指數型函數增加，滲透損傷Ds主要集中于屈服階段之后，滲透損傷與總損傷的比值隨圍壓的升高呈線性減小；應力加載是損傷產生的主要因素，滲透作用為次要因素；分形維數df與損傷D、滲透損傷Ds之間呈良好的負指數型函數關系。

滲流-應力耦合作用；砂巖；聲發射；分形；損傷

砂巖是現代礦山、交通、水利、油氣田等工程中最為常見的巖石之一，其力學性質一直受到眾多專家學者的關注，尤其是滲透特性，對工程的安全和穩定起著十分重要的影響，因而研究砂巖滲流-應力耦合作用下的力學行為對預防工程地質災害具有重要意義。楊建等[1]對松散砂粒孔隙結構、孔隙分形特征及滲透率進行了研究，認為利用孔隙結構特征參數和分維數，可以計算得到砂巖的滲透率；……