单轴C三轴及渗透水压条件下砂岩应变 特性的CT试验研究.pdf

第 24 卷 增 2 岩石力学与工程学报 Vol.24 Supp.2 2005 年 11 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Nov .，2005 单轴–三轴和渗透水压条件下砂岩应变 特性的CT 试验研究 1，3 1，2 1 3 曹广祝 ，仵彦卿 ，丁卫华 ，王殿武 (1. 西安理工大学 水利水电学院，陕西 西安 710048 ；2. 上海交通大学 环境科学与工程学院，上海 200240 ； 3. 辽宁省水文水资源勘测局，辽宁 沈阳 110003) 摘要：常规的应力应变试验难以清晰地反映砂岩在不同应力状态下的细观应变特性，然而，砂岩细观应变特性对 一些工程的影响是非常巨大的。通过螺旋 CT 机以及与其配套的实时三轴加载和渗透压力设备对砂岩进行各种应 力状态下的应变特性试验，反映出不同应力状态下的砂岩的应变特性有很大不同。结合 CT 图像和CT 数的分析， 对砂岩应变过程中的孔隙率的变化能直观地进行计算，以及对 CT 数方差的分析，能较简单地判断出砂岩的应变 特性以及破坏模式。研究结果表明：(1) 在单轴和三轴压力作用下，砂岩 CT 数方差变化剧烈的地方发生脆性变化， 而方差比较稳定的地方发生塑性变化；(2) 当有渗透水流作用时，砂岩应变特性与干砂岩的应变特性有明显差异， 峰值强度显著增大，残余强度也明显增加；(3) 砂岩在单轴干燥状态下是发生脆性破坏，而在有渗透压力和围压 的情况下发生的是塑性破坏，有围压而没有渗透压作用时的破坏介于两者之间。 关键词：岩石力学；砂岩；单轴–三轴压缩条件；渗透水压力；应变特性；CT 扫描 中图分类号：TU 458+ .3 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2005)增 2 –5733 –07 SANDSTONE STRAIN PROPERTIES UNDER UNIAXIAL-TRIAXIAL COMPRESSIVE AND SEEPAGE PRESSURE CONDITIONS WITH CT TECHNIQUE 1，3 1，2 1 3 CAO Guang-zhu ，WU Yan-qing ，DING Wei-hua ，WANG Dian-wu (1. Institute of Water Resources and Hydroelectric Engineering ，Xi ′an University of Technology ，Xi ′an 710048，China； 2. School of Environmental Science and Engineering ，Shanghai Jiaotong University ，Shanghai 200240 ，China； 3. Liaoning Reconnaissance Bureau for Water Resources ，Shenyang 110003，China) Abstract ：Understanding the deformation and fracturing processes is a key problem for rock engineering and earthquake prediction. Experimental rock d