水力耦合下節理砂巖三軸壓縮滲透性能試驗研究

王福奇 李治祥 吳 軍 田 斌 經來旺高 聰

(1.華亭煤業大柳煤礦有限公司,甘肅 華亭 744100;2.安徽理工大學 深部煤礦采動響應與災害防控國家重點實驗室,安徽 淮南 232001;3.安徽理工大學 力學與光電物理學院,安徽 淮南 232001)

0 引 言

隨著煤炭資源開采不斷向深部發展,巖石三軸壓縮滲透性能已成為學者們關注的熱點[1-3]。深部高地應力、高水壓耦合環境下,巖石受力變形特性將發生極大改變,滲流場與應力場耦合作用將進一步加速巖體性能劣化[4-5],直接影響到地下工程安全。薛俊華等[6]通過穩態法測試獲得了煤巖全應力-應變過程各階段滲透率及其峰值強度,有助于對采動荷載影響下煤巖滲流-應力耦合性能的理解;趙延林等[7]采用瞬態法針對茅口灰巖開展三軸壓縮滲透試驗,得到了不同圍壓、滲透水壓下灰巖滲透性、峰值強度以及變形性能;王偉等[8]采用達西定律計算出花崗巖三軸壓縮過程各階段滲透率值,明確了不同圍壓和滲透壓組合下花崗巖滲透特性以及力學特性。然而,由于巖石類別不同,內部組成結構存在差異,使得三軸壓縮滲透性能未能按照某種特定方式統一發展。許江等針對砂巖在三軸排水狀態下峰值破壞強度、有效峰值破壞強度、有效剪切強度以及有效正應力展開研究,但是關于滲透率演化分析尚未涉及[9]。此外,節理砂巖在煤礦采掘過程中屬于常見巖體,節理的存在是應力釋放或應力集中的關鍵構造[10],將直接影響到工程巖體的穩定。……