应力-渗流耦合作用下含软弱夹层砂岩渗透特性与力学行为研究OA

为研究含软弱夹层砂岩在应力-渗流耦合作用下的力学行为和渗透特性,开展完整岩样和含软弱夹层岩样三轴渗流声发射试验,研究了不同渗透压下不同夹层倾角砂岩的宏观力学特性、渗透特性和破裂演化与声发射特征参数之间的关系。结果表明:1)与完整岩样相比,相同渗透压下含软弱夹层砂岩峰值强度均有不同程度降低且随着软弱夹层倾角的变化呈“U”形分布,随着渗透压等级(0、1.0、1.5和2.0 MPa)的提高,岩样峰值强度呈线性衰减;2)岩样的破坏模式分为沿软弱夹层滑动破坏和竖向剪切破坏,随着渗透压的增大含软弱夹层岩样重力-倾角效应增强;3)各渗透压下完整岩样和0°、30°倾角夹层岩样渗透率均经历下降、平稳、骤升骤降和上升4个阶段,作为主要透水通道的软弱夹层在应力渗流耦合作用下持续被压缩,导致45°和60°倾角夹层岩样渗透率整体处于下降趋势,软弱夹层破碎前后渗透率出现短暂性波动,但全过程渗透率均低于初始渗透率,90°倾角夹层岩样渗透率经历降低、骤升骤降和上升3个阶段;4)相同渗透压等级下,岩样的初始渗透率随倾角的增加而提升,随着渗透压的增强,各岩样的初始渗透率均呈现不同程度的增长,且夹层倾角越大初始渗透率增幅越显著;5)整个加载过程声发射计数活动分为3个阶段,分别为平稳期、快速增长期和峰后发展期,声发射峰值计数随夹层倾角呈增—减—增的“N”形变化趋势。