高溫后砂巖與花崗巖力學(xué)和滲透性能的對比試驗研究.pdf

1、本文以砂巖和花崗巖為對象，通過對20℃~600℃高溫后砂巖和花崗巖試樣進(jìn)行單軸試驗和三軸試驗（圍壓5MPa、10Mpa、20MPa），并在三軸試驗過程中測量巖樣滲透率，得出以下主要結(jié)論：⑴經(jīng)歷20℃~200℃高溫后，砂巖的峰值強度、峰值應(yīng)變、彈性模量、粘聚力和內(nèi)摩擦角均有不同程度的增大，而孔隙率和初始滲透率下降；而花崗巖的各項物理力學(xué)參數(shù)則表現(xiàn)出與砂巖相反的變化趨勢。砂巖和花崗巖各項力學(xué)指標(biāo)急劇下降的溫度區(qū)間發(fā)生在400℃~600℃之間

2、。以高溫后巖樣波速定義了巖石的熱損傷因子，在試驗溫度內(nèi)，砂巖和花崗巖損傷近似呈二次項增加。⑵引入應(yīng)力門檻值裂隙起始應(yīng)力?ci和裂隙破壞應(yīng)力cd研究巖石的漸進(jìn)性破壞過程，定義三個應(yīng)力水平值之比ci/cd、ci/f和cd/f。結(jié)果表明：隨著圍壓的增加，砂巖和花崗巖的裂隙起始應(yīng)力ci和裂隙破壞應(yīng)力cd也隨之增大；ci/cd和ci/f隨著溫度的升高均呈下降趨勢；ci/cd和ci/f隨著圍壓的升高均呈增大趨勢。圍壓的存在延緩了裂隙的產(chǎn)生，而一旦裂

3、隙產(chǎn)生，便能很快地擴展貫通，使巖樣進(jìn)入裂隙破壞階段。⑶巖樣在加載過程的滲透率可分為：下降階段，穩(wěn)定階段，緩慢上升階段和急劇上升階段四個階段。砂巖和花崗巖的滲透率演化規(guī)律的不同之處：壓密階段，砂巖的滲透率下降比花崗巖的顯著；達(dá)到破壞時，花崗巖滲透率上升量級較砂巖的大。⑷單軸加載條件下，隨著溫度的升高，砂巖的破壞形態(tài)由拉伸破壞逐漸向剪切破壞轉(zhuǎn)變?；◢弾r呈現(xiàn)拉伸破壞，并且普遍具有多條接近平行的拉伸裂縫及局部壓潰。三軸加載條件下，圍壓并未顯示出