酸性溶液作用下砂巖損傷時效特性機(jī)制分析

田洪義，王 華，2，司景釗

(1.中鐵隧道勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 511458；2.廣東省隧道結(jié)構(gòu)智能監(jiān)控與維護(hù)企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 511458；3.中鐵隧道局集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 511458)

0 引言

在隧道建設(shè)、煤炭開采及道路橋梁建設(shè)等巖土工程中，往往需要考慮自然條件在工程中的影響，其中地下水是最活躍的因素之一[1]。如高黎貢山隧道在富水區(qū)建設(shè)過程中，由于地下水的活躍作用，面臨著突水和突泥等災(zāi)害情況[2-4]。這是因?yàn)榈叵滤谶\(yùn)移過程中一方面能夠使圍巖介質(zhì)產(chǎn)生軟化、泥化、潤滑及沖刷運(yùn)移等物理作用，另一方面又會不斷與巖石發(fā)生溶解、水解以及離子交換等化學(xué)作用，致使圍巖體礦物組成、微觀結(jié)構(gòu)及物理屬性等發(fā)生變化，進(jìn)而改變圍巖宏觀力學(xué)性質(zhì)[5]。

近年來，國內(nèi)外專家學(xué)者針對水化學(xué)溶液對不同巖石的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)特性的影響進(jìn)行了一系列研究。如: Haneef等[6]利用電鏡掃描(SEM)和XRD衍射試驗(yàn)分析了酸性溶液對不同巖石的腐蝕情況，得出酸性溶液對巖石具有腐蝕作用；Feucht等[7]通過相關(guān)力學(xué)試驗(yàn)分析了砂巖在不同水化學(xué)溶液作用下其抗剪、摩擦等強(qiáng)度特性的變化規(guī)律；陳四利等[8]分析巖石試件在水化作用后的微觀變化特性，通過三軸壓縮試驗(yàn)得出了水化學(xué)溶液作用下巖石動態(tài)破裂特性；丁梧秀等[9-10]分析在水化學(xué)溶液作用后灰?guī)r參數(shù)變化及強(qiáng)度變化，并以孔隙率變化為基礎(chǔ)建立巖石化學(xué)損傷測量參數(shù)的方法；劉杰等[11]通過分析不同pH值酸性溶液對砂巖的影響，得出能使用強(qiáng)酸來加速腐蝕代替長期弱酸腐蝕的可行性；霍潤科等[12]通過模擬分析砂巖在酸性環(huán)境下力學(xué)特性的變化，發(fā)現(xiàn)巖石本身物理特性是導(dǎo)致化學(xué)腐蝕后巖石力學(xué)特性明顯變化的根本原因，并以此建立了與之相符酸性水化學(xué)溶液作用下砂巖的損傷本構(gòu)模型；李寧等[13]分析了不同pH值的水化學(xué)溶液對砂巖力學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)CaCO3是影響砂巖力學(xué)性能劣化的主要原因，并依此構(gòu)建了相應(yīng)的化學(xué)損傷模型；苗勝軍等[14-15]分析不同pH值水化學(xué)溶液作用下花崗巖宏微觀變化，得出花崗巖在不同溶液中的損傷時效變化特征；戎虎仁等[16]分析不同pH值溶液作用下砂巖微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)隨酸堿性的增加，砂巖的孔隙度及歪度逐漸增大，且pH值的初始大小是決定巖石力學(xué)特性強(qiáng)弱的主要因素；鄧華鋒等[17-18]發(fā)現(xiàn)水巖作用下砂巖的力學(xué)性能劣化效果明顯，從微觀特性分析得出彈性模量及單軸壓縮強(qiáng)度的劣化是由于砂巖內(nèi)部較為致密孔隙結(jié)構(gòu)在水巖作用下逐漸向不規(guī)則形態(tài)變化導(dǎo)致的，同時以三軸應(yīng)力-應(yīng)變曲線特點(diǎn)建立水巖作用下砂巖的損傷本構(gòu)模型；俞縉等[19]在探究水化學(xué)和凍融循環(huán)共同作用下砂巖的微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能中，發(fā)現(xiàn)水化學(xué)作用及水化學(xué)凍融循環(huán)作用下巖石的力學(xué)性能劣化程度均較為明顯，大孔徑孔隙占比變化顯著。

目前，有關(guān)水化學(xué)溶液浸泡試驗(yàn)研究大多圍繞浸泡前后試樣的損傷特性進(jìn)行研究，而忽略在浸泡過程中巖石的損傷變化規(guī)律。通過對高黎貢山隧道現(xiàn)場勘測可知，該區(qū)圍巖長期受弱酸性地下水侵蝕。本文依托高黎貢山隧道工程實(shí)際背景，以該區(qū)砂巖為研究對象，設(shè)計(jì)長期浸泡試驗(yàn)，結(jié)合圍巖長期所受圍壓進(jìn)行三軸壓縮試驗(yàn)。此外，在浸泡過程中以7 d為時間節(jié)點(diǎn)取出試件，對其質(zhì)量、尺寸及三軸抗壓強(qiáng)度等特性進(jìn)行測定，同時結(jié)合電鏡掃描和XRD衍射手段，從化學(xué)動力學(xué)角度探究巖樣力學(xué)性能劣化機(jī)制。

1 試驗(yàn)方法

1.1 試件準(zhǔn)備

試驗(yàn)所用砂巖試樣選用取自高黎貢山隧道D1K225+510～D1K226+840段圍巖，將現(xiàn)場采集原巖通過鉆孔取芯、切割和打磨等工序，最終制成50 mm×100 mm(直徑×高度)的標(biāo)準(zhǔn)試件。該隧道圍巖為沉積巖，巖石的取樣沿沉積巖方向，取樣范圍為0.3 m3。為了保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性和可比性，在試件加工完成后，剔除表面有明顯宏觀特征差異的試件。試件取樣地如圖1所示。砂巖XRD譜如圖2所示。

(a)工程背景 (b)采樣點(diǎn)

圖2 砂巖XRD譜

1.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備

本次試驗(yàn)從高黎貢山隧道提取地下水，通過試驗(yàn)室測量該溶液中陽離子主要為H+和Na+，陰離子主要為SO42-[20]。鑒于地下水組成成分復(fù)雜及反應(yīng)時間較長，本次試驗(yàn)使用不同比例的HCl溶液和Na2SO4溶液配置摩爾濃度為0.01 mol/L的Na2SO4溶液，pH值為1、3、5、7。

1.3 試驗(yàn)方案

為了從微觀方面了解水化學(xué)溶液對砂巖力學(xué)性質(zhì)的影響，在試件浸泡49 d后，對浸泡后的試件進(jìn)行電鏡掃描和XRD衍射試驗(yàn)

本次電鏡掃描試驗(yàn)采用SU3500電鏡掃描儀(見圖3)，試樣浸泡49 d后取出烘干進(jìn)行。該儀器對試驗(yàn)對象的尺寸有限制要求，試驗(yàn)前需對試件采取切割處理。之后，將處理好的碎塊放在載物臺上并標(biāo)定1個區(qū)域，試驗(yàn)過程中將該區(qū)放大1 000倍觀察。

(a)工作艙整體 (b)裝載臺

電鏡掃描后，將所處理的碎塊研磨成粉，以此來進(jìn)行XRD衍射試驗(yàn)，儀器如圖4所示。除上述試驗(yàn)外，在試件浸泡過程期間設(shè)置多個時間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行多項(xiàng)試驗(yàn)與測試分析。

(a)儀器外觀 (b)內(nèi)部構(gòu)造

2 酸性溶液作用下砂巖形貌和孔隙率變化

2.1 浸泡后砂巖表觀形貌特征

在不同水化學(xué)溶液中浸泡49 d后的試件如圖5所示。可以看出：1)砂巖在浸泡前表面光滑精致，在pH=7的溶液中浸泡烘干后，試件表觀形貌基本未發(fā)生改變；2)在pH=5的溶液中浸泡烘干后,表面孔隙增多、增大，表面有些許白色粉末狀SiO2產(chǎn)生，部分區(qū)域有輕微腐蝕現(xiàn)象；3)在pH=3的溶液中浸泡烘干后，有大片粉末狀SiO2，表面腐蝕程度較高；4)在pH=1的溶液中浸泡烘干后，表面顆粒變得很粗糙，原生微裂隙擴(kuò)展延伸、貫通，并且有些浸泡前致密、無明顯裂隙的試件，浸泡后出現(xiàn)大片剝落和溶蝕。對比不同酸性溶液作用下試件的表觀特征可以發(fā)現(xiàn)，砂巖的腐蝕程度受所處酸性溶液的pH值影響，pH值越低，腐蝕程度越明顯。

(a)pH=7 (b)pH=5 (c)pH=3 (d)pH=1

2.2 酸性溶液作用后砂巖微觀結(jié)構(gòu)變化

砂巖的表觀形貌變化與其微觀結(jié)構(gòu)的改變密切相關(guān)。為研究酸性溶液對砂巖微觀結(jié)構(gòu)的影響，采用SU3500電鏡掃描儀，對酸性作用后的砂巖試件進(jìn)行放大1 000倍觀測，對浸泡后試件表面礦物、孔隙結(jié)構(gòu)以及缺陷形態(tài)進(jìn)行對比分析。水化學(xué)溶液作用后砂巖電鏡掃描如圖6所示。由于篇幅限制，文中僅列舉了部分具有代表性的電鏡掃描圖。

(a)pH=7 (b)pH=5

試件放大1 000倍觀測，結(jié)果如下：1)試件在pH=7的溶液作用下，礦物顆粒光滑，棱角分明，顆粒間可見微孔洞；2)經(jīng)pH=5的酸性溶液浸泡后，表面結(jié)構(gòu)松散、顆粒與水化學(xué)溶液發(fā)生反應(yīng)損傷較重，微孔洞逐漸擴(kuò)大；3)經(jīng)pH=3的酸性溶液處理后，表面顆粒損傷程度遠(yuǎn)高于pH=5的溶液處理的試件，微孔洞發(fā)育程度高且孔洞逐漸相連，微裂隙發(fā)育，許多晶面上出現(xiàn)溶蝕小孔洞；4)經(jīng)pH=1的水化學(xué)溶液處理過的試件，化學(xué)腐蝕加劇，表面結(jié)構(gòu)松散程度嚴(yán)重，礦物間無膠結(jié)物，大顆粒晶體轉(zhuǎn)變?yōu)樗樾紶钚☆w粒，裂隙發(fā)育良好，部分孔洞發(fā)育良好并相連，形成直徑更大的孔洞。

2.3 酸性溶液作用后砂巖孔隙率變化

在酸性溶液作用下，砂巖次生裂隙增加，整體結(jié)構(gòu)變得更為松散，這種水-巖化學(xué)損傷效應(yīng)，微觀上表現(xiàn)為化學(xué)動力學(xué)過程，宏觀上則表現(xiàn)為孔隙率的變化。文中試驗(yàn)采用比重瓶法測得不同溶液作用下砂巖試件的孔隙率，每種環(huán)境下抽取5個試件，利用式(1)進(jìn)行孔隙率的計(jì)算，得出每組各個試件孔隙率以及平均值。孔隙率

n=(ρp-ρd)/ρp×100%[15]。

(1)

式中：ρd、ρp分別為巖石干燥狀態(tài)下的密度和顆粒密度。

水化學(xué)溶液作用下砂巖的孔隙率如圖7所示。可以看出：1)砂巖試件的孔隙率隨溶液pH值的降低而逐漸升高；2)經(jīng)pH=1的酸性溶液作用后，砂巖的孔隙率較自然干燥狀態(tài)增幅了30.12%；3)經(jīng)不同酸性溶液浸泡后，試件孔隙率離散程度不相同，這是由于巖石本身的不均質(zhì)性及化學(xué)作用對巖石的選擇差異性導(dǎo)致的[14，21]。

圖7 水化學(xué)溶液作用下砂巖的孔隙率

3 水化學(xué)溶液作用后砂巖損傷時效特性

在試件浸泡初期，砂巖試件與酸性溶液反應(yīng)較為劇烈，試件中活性礦物溶蝕產(chǎn)生大量氣泡；而隨著時間的推移，反應(yīng)程度降低，最終趨于平衡。為探究化學(xué)-滲流耦合作用對砂巖試件物理指標(biāo)的影響機(jī)制以及其損傷時效特征，浸泡過程中設(shè)置多個時間節(jié)點(diǎn)對試件的質(zhì)量、尺寸以及力學(xué)性能進(jìn)行測量。

3.1 不同水溶液作用下砂巖質(zhì)量變化規(guī)律

質(zhì)量作為巖石試樣的固有屬性，與巖石內(nèi)礦物含量相關(guān)，也是最直觀反映巖樣變化的物理參數(shù)之一。為保證試件質(zhì)量測定狀態(tài)的一致性，每次將試件取出后風(fēng)干1 h后再進(jìn)行測量，49 d后取出烘干測量。結(jié)果顯示，經(jīng)不同酸性溶液作用后，試件質(zhì)量均出現(xiàn)不同程度的衰減。砂巖在不同水化學(xué)溶液浸泡過程中質(zhì)量損傷變化如圖8所示。

圖8 砂巖在不同水化學(xué)溶液浸泡過程中質(zhì)量損傷變化圖

由圖8可知：1)不同pH值水化學(xué)溶液中各組試件的質(zhì)量都有一定程度的損傷，平均分別下降了12.81%(pH=1)、10.69%(pH=3)、7.83%(pH=5)、3.06%(pH=7)；2)酸性溶液pH值越低，試件的質(zhì)量損傷量越大。

3.2 不同水溶液作用下砂巖腐蝕深度變化規(guī)律

在對各組試件進(jìn)行質(zhì)量測試的同時也對試件的直徑進(jìn)行測量。腐蝕深度

(2)

式中：d0為試件初始直徑；d(t)為t時刻試件的直徑；Δd(t)為t時刻試件直徑的損傷量。

砂巖試件的直徑和腐蝕深度隨時間變化曲線如圖9所示。可以看出：1)試件在浸泡過程中其尺寸也隨之變化，其腐蝕變化速率也隨時間延續(xù)而減緩；2)試件的直徑所減小幅度在前7 d達(dá)到最大，分別為0.71(pH=1)、0.683(pH=3)、0.65(pH=5)、0.28 mm(pH=7)；3)隨時間延續(xù)，試件直徑的損傷速率逐漸降低，且無限趨于0，說明試件在浸泡初期與化學(xué)溶液反應(yīng)較強(qiáng)，但隨著時間推移，化學(xué)反應(yīng)減弱，直徑損傷速率降低。

(a)pH=1

3.3 溶液作用時間對砂巖強(qiáng)度的影響規(guī)律

考慮文本篇幅，文中著重分析圍壓為20 MPa各溶液作用下試件的三軸抗壓強(qiáng)度及相關(guān)力學(xué)參數(shù)。

圍壓為20 MPa條件下各組中三軸峰值強(qiáng)度為中位數(shù)的偏應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖10所示。試件在不同溶液中浸泡49 d后烘干，其偏應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖10(a)所示。可以看出：1)隨著pH值的減小，砂巖的峰值偏應(yīng)力及擴(kuò)容起始偏應(yīng)力均有不同程度的減小。2)pH=7的溶液作用下，試件的峰值偏應(yīng)力為49.99 MPa，擴(kuò)容起始偏應(yīng)力為39.89 MPa。3)與pH=7處理過的試件相比，經(jīng)pH=1的溶液酸化后的試件，其峰值偏應(yīng)力降至39.50 MPa，減小了20.98%；擴(kuò)容起始應(yīng)力減至30.66 MPa，降幅達(dá)23.14%。

(a)不同溶液作用49 d的試件

定義Q(t)為三軸抗壓強(qiáng)度劣化度，以此來分析各時間節(jié)點(diǎn)不同溶液對試件三軸峰值應(yīng)力強(qiáng)度劣化的時效特性，其表達(dá)式如式(3)所示。

(3)

式中：σ1(0)為浸泡前砂巖試件的三軸抗壓強(qiáng)度；σ1(t)為浸泡td后砂巖試件的三軸抗壓強(qiáng)度。

4種溶液浸泡下各時間節(jié)點(diǎn)試樣的三軸抗壓強(qiáng)度劣化度的變化特征如圖11所示。可以看出: 1)相同時間節(jié)點(diǎn)溶液pH值越低，試件的三軸抗壓強(qiáng)度劣化度越大；2)同一溶液作用下，峰值抗壓強(qiáng)度劣化度隨時間增加逐漸增大，但其劣化度的增幅逐漸減緩，達(dá)到一定程度趨于穩(wěn)定，對pH=5、7的溶液環(huán)境中試件而言，這個時間分別為28 d和35 d；3)pH=1、3的溶液浸泡環(huán)境下的試件雖然在49 d內(nèi)有所減緩，但仍存有一定程度的上升趨勢。

圖11 三軸抗壓強(qiáng)度劣化度隨時間的變化曲線

3.4 溶液浸泡過程中砂巖試件的參數(shù)損傷特征

近似現(xiàn)場弱酸地下水環(huán)境下(pH=5)，不同浸泡時間節(jié)點(diǎn)試件平均峰值抗壓強(qiáng)度與圍壓之間的線性擬合曲線如圖12所示。

圖12 三軸峰值應(yīng)力強(qiáng)度與圍壓間的關(guān)系圖

由圖12可知，圍壓與峰值應(yīng)力呈現(xiàn)良好的正線性關(guān)系，與摩爾-庫侖強(qiáng)度準(zhǔn)則相符，并依此可求得試件在pH=5的溶液作用下不同時間節(jié)點(diǎn)黏聚力c、內(nèi)摩擦角φ值，其變化曲線如圖13所示。可以看出：1)隨著浸泡時間的推移，試件的黏聚力和內(nèi)摩擦角均有不同程度的減小，但變化規(guī)律各不相同，其中黏聚力表現(xiàn)為正指數(shù)下降，內(nèi)摩擦角則表現(xiàn)為負(fù)指數(shù)形式下降。2)內(nèi)摩擦角在前21 d累計(jì)減小量達(dá)3.2°，減小速率約為1.07°/7 d；后28 d累計(jì)下降1.07°，減小速率達(dá)0.27°/7 d。3)黏聚力的衰減幅度隨時間推移不斷增加，減小的速率達(dá)1.66 MPa/7 d。這是因?yàn)樵嚇又杏H水化合物含量較高，與酸性溶液接觸后發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而引起巖石微結(jié)構(gòu)改變，在酸性溶液環(huán)境中浸泡時間越長，巖石微結(jié)構(gòu)松散程度加劇。此外，試樣在高濕環(huán)境中，水分子滲入巖石內(nèi)部原生微裂隙中，在內(nèi)部微顆粒間形成水膜，削弱顆粒間的膠結(jié)力，降低顆粒間的摩擦因數(shù)，使得巖石在壓縮破壞時所克服的黏聚力和內(nèi)摩擦角減小。隨著浸泡時間的增加，試樣的含水率越高，導(dǎo)致巖石顆粒間的膠結(jié)力越弱，摩擦因數(shù)越小，試樣的黏聚力和內(nèi)摩擦角越小。

圖13 試件黏聚力c、內(nèi)摩擦角φ值隨浸泡時間的變化曲線

4 砂巖試件損傷機(jī)制討論

4.1 砂巖礦物成分變化

為研究不同酸性溶液對砂巖微觀礦物組成成分的影響以及引起的試件物理屬性變化，利用XRD衍射試驗(yàn)來確定浸泡前后砂巖組成成分及變化，如圖14所示。

結(jié)合圖2和圖14可知：1)試件經(jīng)酸性溶液浸泡前后，其組成成分均有不同程度的變化。2)在pH=7的溶液作用下，其組成成分含量較自然狀態(tài)試件相差無異。3)在酸性溶液中浸泡后，試件組成成分中的長石、方解石、高嶺石消耗量隨溶液pH值的減小而增大；經(jīng)pH=1的酸性溶液處理后，此類成分幾乎完全反應(yīng)，這說明酸性溶液對砂巖試件的微觀礦物組成產(chǎn)生了顯著的改變作用。

(a)pH=7

4.2 酸性溶液與砂巖化學(xué)反應(yīng)機(jī)制

由圖2可知，本次試驗(yàn)砂巖試件主要礦物成分為石英、方解石、鈉長石、高嶺石及黏土礦物等，這些礦物在酸性環(huán)境中易于發(fā)生溶解和溶蝕反應(yīng)，其中方解石、鈉長石和高嶺石等易于反應(yīng)，而石英與酸性溶液反應(yīng)弱[12]。

方解石在酸性條件下溶解反應(yīng)：

CaCO3+2H+→Ca2++H2O+CO2↑。

(4)

長石在酸性條件下溶解反應(yīng)：

NaAlSi3O8+4H+→Al3++Na++3SiO2+2H2O。

(5)

CaAl2Si2O8+8H+→2Al3++Ca++2SiO2+4H2O。

(6)

高嶺石在酸性條件下溶解反應(yīng)：

Al2Si2O5(OH)4+6H+→2Al3++2H2SiO3↓+3H2O。

(7)

由圖14可以看出：1)經(jīng)酸性溶液浸泡，砂巖試件部分礦物顆粒與溶液之間發(fā)生多種化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而造成部分顆粒骨架力學(xué)性能損傷；2)部分反應(yīng)生成物隨溶液的流動而析出，導(dǎo)致試件孔隙量增多、孔徑增大，改變了砂巖試件礦物顆粒的大小、形狀以及微細(xì)觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而致使砂巖強(qiáng)度產(chǎn)生劣化效應(yīng)。

總而言之，酸性溶液與巖石之間存在化學(xué)不平衡現(xiàn)象，水-巖之間會產(chǎn)生不可逆損傷，巖石與地下水間的多種物理、化學(xué)反應(yīng)的共同作用致使巖石礦物組成成分以及微細(xì)觀結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷破壞；巖石顆粒間距擴(kuò)大，膠結(jié)結(jié)構(gòu)劣化，巖石松散程度增加。所以，巖石礦物組成成分以及結(jié)構(gòu)特征與酸性溶液之間的耦合作用共同決定水-巖作用對巖石的損傷機(jī)制，并且能夠改變巖石的微細(xì)觀結(jié)構(gòu)。

5 結(jié)論與討論

1)砂巖的表觀結(jié)構(gòu)損傷受控于溶液pH值及浸泡時間。宏觀上，巖樣置于pH值為1、3的溶液中浸泡49 d后，試件表面孔徑明顯增大，且尺寸損傷明顯，表面凹凸不平；浸泡于pH=7溶液中的試件外貌無明顯變化。微觀上，在pH=1的溶液作用下，隨著時間推移，試樣礦物組成、微細(xì)觀結(jié)構(gòu)及孔隙率等缺陷形態(tài)均發(fā)生改變，其內(nèi)部膠結(jié)物幾乎消耗殆盡，溶蝕孔洞數(shù)量增加、微裂隙發(fā)育良好。

2)試件浸泡于各溶液初期，和環(huán)境中溶液反應(yīng)劇烈，試件的質(zhì)量損失和腐蝕深度增加速率較快，但達(dá)到一定程度后逐漸減緩趨于平穩(wěn)。黏聚力和內(nèi)摩擦角隨著時間推移均呈現(xiàn)下降趨勢，但黏聚力更易受溶液pH值的影響。

3)砂巖在接近現(xiàn)場地下水pH值(pH=5)的溶液中浸泡49 d，在圍壓20 MPa作用下，各時間節(jié)點(diǎn)試件的三軸抗壓峰值強(qiáng)度初期劣化程度較高，損失率較大，但隨著浸泡時間的增加，強(qiáng)度損失率逐漸趨于平緩，最終趨近于0。

4)水-巖化學(xué)作用對巖石的影響過程較為復(fù)雜，巖石與溶液的化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)弱以及巖石的損傷機(jī)制與損傷程度都取決于溶液的成分及其相關(guān)性質(zhì)、巖石礦物的組成成分、孔隙及顆粒等結(jié)構(gòu)之間的相互作用。

文中所涉主要集中于圍巖靜態(tài)特性，而在隧道掘進(jìn)過程中，圍巖長期受到采動應(yīng)力影響，導(dǎo)致圍巖內(nèi)部裂隙、孔洞等微裂隙會擴(kuò)展、貫通，引發(fā)滲流階躍現(xiàn)象，進(jìn)而造成突水事故。為此，研究動態(tài)擾動下巖體的滲流規(guī)律以及力學(xué)性能變化規(guī)律能夠?qū)λ淼澜ㄔO(shè)過程中誘發(fā)突水事故前的識別、預(yù)警與防控機(jī)制建設(shè)提供良好的理論基礎(chǔ)。