多场耦合作用下砂岩渗透率演化规律-中南大学学报.pdfVIP

第 48卷第 9期 中南大学学报(自然科学版)  Vol.48  No.9  2017年 9 月  Journal of Central South University (Science and Technology)  Sep. 2017  DOI: 10.11817/j.issn.1672­7207.2017.09.025  多场耦合作用下砂岩渗透率演化规律 陈宇龙  (东京大学 土木工程系，日本 东京，113­8656)  摘要：在不同温度和孔隙水压条件下，研究砂岩三轴压缩过程中渗透特性的演化规律，研究多场耦合作用下岩石 渗透率与力学性质的演化规律，结合 CT 技术从细观角度进行验证温度和水对裂隙损伤演化的影响。研究结果表 明：渗透率随着岩样的变形而变化，其变化趋势与岩样受载变形破坏的发展阶段相对应。三轴压缩状态下，渗透 率对轴向力和径向变形密切相关。温度的作用降低了峰值强度、残余强度和切线模量，增大了泊松比。孔隙水压 和温度的作用增大了岩体塑性，损伤减小。由于孔隙水压的增大使得有效应力减小，水楔作用、润滑作用和软化 作用的存在，相同温度条件下，峰值强度、残余强度和切线模量随之减小，泊松比增大。孔隙水压的提高造成了 更大的渗透率。温度的升高导致渗透率降低。 关键词：多场耦合；温度；孔隙水压；渗透率；塑性；CT技术 中图分类号：TU458  文献标志码：A  文章编号：1672−7207(2017)09−2449−09  Permeability evolution of sandstone under multi­field coupling  CHEN Yulong  (Department of Civil Engineering,the University of Tokyo, Tokyo 113­8656, Japan)  Abstract: The permeability of sandstone was studied under triaxial compression subjected to different temperatures and  pore pressures. The evolution of rock permeability and mechanical properties under multi­field coupling was discussed  and effects of temperature and water on fracture evolution were studied with CT technology. The results show that the  permeability changes with deformation. The change in permeability was tightly related with the damage deformation  process of rock, as well as axial stress and radial strain. Increasing temperature reduced the peak strength, residual  strength and tangent modulus, but increased Poissons ratio. Pore water pressure and temperature increased the plasticity  of rock to reduce damage. Peak strength, residual strength and tang