张水军，徐 彬，孔令智，王超林

(1.浙江省水文地质工程地质大队，浙江 宁波 315012；2.宁波市铁路建设指挥部，浙江 宁波 315012；3.浙江省工程勘察院, 浙江 宁波 315012; 4.贵州大学土木工程学院，贵州 贵阳 550025；5.重庆大学土木工程学院，重庆 400044)

0 引言

岩体的渗流特性对煤矿、隧道工程、核储存、页岩气开采等岩土工程至关重要[1-3]。目前岩体渗流试验方法主要可分为两类：稳态法和瞬态法。稳态法通过在岩样一端施加稳定孔压测量岩样另一端的稳定流速来计算渗透率。该方法操作简单，结果可靠，常用于渗透率较高的岩土体材料。但对于低渗岩体，稳态法难以形成稳定渗流，应用较为困难。BRACE等[4]首次提出了瞬态渗流方法，并将其应用于高压作用下花岗岩渗流试验。瞬态法渗流控制方程为：

(1)

假定岩体内部流动满足达西定律，并忽略试验系统的储存压缩性(式(1)左侧为0)，推导了简化的渗透率计算公式如下：

pu-pd=Δpe-αt(2)

其中，

(3)

式中：φ——孔隙率；

Pu和Pd——上、下游孔隙压力；

k——岩样渗透率；

A——岩样的横截面积；

μ——气体动力黏度系数；

l——岩样长度；

β——流体压缩系数；

Vu和Vd——上、下游容器体积。

对于低渗岩体，瞬态法测量结果较稳态法高5%[5]，且大大缩小试验时间。统脉冲法假定孔隙率极小可以忽略，且不考虑气体吸附性对试验结果的影响。HSIEH等[6]和DICKER等[7]认为采用气体进行渗流试验时，试验系统的储存压缩性不可忽略，进而推导了精确的理论解。其中DICKER等[7]理论解为：

式中：a，b——岩样的孔隙体积与上下游容器体积比；

θ——为以下方程的解。

(5)

由于理论解非常复杂，难以在实际中进行应用，JONES[8]通过引用因子“f”对其简化了简化：