不同围压作用下川西高原地区岩石渗透率变化特性试验研究——以巴郎山隧道为例

摘要

为量化和研究不同围压作用下川西高原地区深埋隧道岩石渗透率的变化规律,进一步评价隧道涌水对工程与环境的影响,基于STY-2型气体渗透率仪和YKS-II型智能型覆压岩心孔渗联测系统仪器,采用常规岩石渗透性测试和不同围压下岩石渗透率测试相结合的方法,对川西高原地区巴郎山隧道钻孔岩样进行了应力-渗流耦合试验研究.结果表明:①在室内常规的岩石渗透性测试中,不增设围压时,钻孔深度和岩性(砂岩、板岩)的变化对于岩石渗透系数的影响很小,出现岩样渗透系数异常增大的突变点主要是受巴郎山隧道隧址区夹金山倒转向斜褶皱带和断裂带的影响,地质构造是巴郎山隧道在施工、运行和维护时应该考虑的重点;②在不同围压下岩石渗透率测试中,同一钻孔ZK02的不同岩样(砂岩、板岩)和不同钻孔ZK02、ZK03的同一岩样(砂岩)在围压加载过程中,岩石渗透率均逐渐减小且存在一个拐点,而在围压卸载过程中,岩石渗透率缓慢增大,但回升的路径远远低于原始路径,即在围压加、卸载之后,岩石中的孔隙、裂隙发生了挤压和破坏,其渗透率恢复不到最初的水平;③在围压加、卸载过程中,采用不同函数关系式来拟合应力-渗流耦合的规律,发现拟合曲线的拟合精度最高的是幂律函数关系式,其拟合优度R2＞0.9,说明拟合曲线与试验数据的吻合度较高,可直观地反映岩石渗透率随围压的变化规律.