断层破碎带岩体突水灾害的蠕变﹣冲蚀耦合力学特性试验研究

摘要

为研究断层破碎带岩体突水灾变规律,开展破碎带岩体蠕变-冲蚀耦合力学特性的试验研究。发明并创新了渗透缸筒内壁周围注水与轴向应力加载的试验方法,突破了渗透作用下细小物质由四周向中心径向迁移的核心问题,开展多因素条件下的破碎带岩体流-固耦合试验,获得变质量突水过程中破碎带岩体的变形与渗流特征。试验结果表明,变质量突水过程可以分为初始期、冲蚀主控期、蠕变主控期3个阶段;其中,冲蚀主控期是决定变质量突水灾害萌发的关键时期,而蠕变主控期产生的岩体变形将导致围岩失稳灾害。在轴压和内径尺寸较大、水压和胶结强度较小的试样中,可观察到更加显著的蠕变效应;水压和内径尺寸较大、轴压和胶结强度较小的试样中,可观察到更加显著的冲蚀效应。轴压和胶结强度为破碎带岩体蠕变的主控因素;而轴压、水压、胶结强度与内径尺寸四者均对岩体冲蚀产生了较大影响。