膨胀性充填裂隙水力特性实验研究

作     者：李亚帮 

作者单位：郑州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈金刚

授予年度：2010年

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：膨胀性充填介质 裂隙 本构关系 渗流 

摘      要：对于非充填裂隙的本构关系和渗流规律,前人做了大量的研究,而对充填裂隙的研究相对较少,对膨胀性充填裂隙的研究鲜有见及。然而,自然界中却存在大量充填裂隙。基于此现象,本文开展对膨胀性充填裂隙的初步探索,期望能以新的思考角度来分析引起工程失稳、地质灾害的原因。本文在总结前人研究成果的基础上,建立充填裂隙物理模型,通过膨胀性充填裂隙应力轴向应变实验和渗流应力实验,取得了以下三点研究成果： 1、膨胀性充填裂隙峰前期本构关系明显可以划分为两个阶段：塑性阶段和线弹性阶段。根据膨胀性充填裂隙峰前期共性规律和特征,构建了膨胀性充填裂隙本构模型。 2、膨胀性充填裂隙的渗透率随有效应力增大成负指数规律减少,并表现出明显的非线性特征。当有效应力小于1.0MPa时,样品的渗透率随着有效应力的增大而急剧降低;当有效应力大于1.0MPa时,随有效应力的增加渗透率降低速度迅速减小,且趋于稳定。 3、当围压在1.0MPa时,膨胀性充填裂隙渗透率明显比其它围压条件下的大,且渗流速率较大;当围压为1.5MPa时,裂隙渗透率较围压2.0MPa、2.5MPa下的大,且水压在0.9MPa后,渗透率随着水压升高,渗透率开始增大;当围压为2.0MPa和2.5MPa时,裂隙渗透率与水压关系曲线接近,说明较高围压下渗透率受水压影响较小。