于永江,张春会,赵全胜,王来贵

(1.辽宁工程技术大学矿业学院,辽宁阜新 123000;2.河北科技大学建筑工程学院,河北石家庄 050018)

承载围岩渗透率演化模型及数值分析

于永江1,张春会2,赵全胜2,王来贵1

(1.辽宁工程技术大学矿业学院,辽宁阜新 123000;2.河北科技大学建筑工程学院,河北石家庄 050018)

为反映承载围岩变形破坏过程中渗透率的变化,将岩石变形破坏过程视作弹-脆-塑过程,分析了岩石全程应力-应变-渗透率关系,建立岩石渗透率演化数学模型。模型中岩石单元的渗透率演化包括如下阶段:①岩石单元破坏前,渗透率为孔隙率的函数;②若岩石单元发生剪切破坏,假设岩石单元剪胀扩容在单元体内引起两条斜交裂隙;③若岩石单元发生拉破坏,体积膨胀在单元体内引起两条正交的裂隙。基于平行板的渗透率立方体定律计算破坏岩石单元的渗透率,进而建立了承载岩石弹性变形、脆性破坏全过程的岩石渗透率演化模型。在FLAC软件下利用Fish函数方法实现了该模型。数值算例研究了不同围压下加载立方体岩样的渗透率演化过程,结果表明:建立的模型可以较合理地反映承载岩石弹性变形和破坏引起的渗透率变化,也可以较合理地反映围压对岩石渗透率的影响。

承载围岩;渗透率;围压;剪胀;拉破坏

Key words:load rock;permeability;confined stress;dilation;tension failure

岩石的渗透率是表征岩石渗透性能的主要参数,通常受应力、温度、孔隙及裂隙空间多少等因素的影响,并随着这些因素的改变而改变。描述渗透率与这些因素之间关系的数学表达式就是渗透率模型[1-5]。……