脆性岩石破裂过程渗透性能的试验研究与方程建模

该篇文章《脆性岩石破裂过程渗透性演化试验 (2003年)》聚焦于脆性岩石在变形破裂过程中的渗透性行为研究。通过电液伺服控制岩石力学试验系统（MTS815.02），研究者对不同岩性的岩石进行了详尽的应力-应变全程渗透试验。实验发现，岩石的渗透率与所承受的应力状态紧密相关，特别是在应力-应变曲线达到峰值后，渗透率通常会有显著增加，甚至会出现所谓的“突跳”现象。这种现象的根源在于岩石内部微观结构的变化，即在破裂过程中，岩石的孔隙结构和裂隙网络的形成或扩展导致了渗透性的改变。 研究者针对这个观察，建立了峰值前后反映岩石结构变化特征的分段应力-渗透率关系方程，这为后续开发描述岩石破裂过程中的应力-渗透率耦合的数值模型提供了重要的实验证据。这一成果对于理解和预测工程地质环境中，如地下隧道、矿山开采等项目的稳定性以及地下水管理具有重要意义，因为以往的研究往往假设渗流场参数为常数，这在实际应用中可能导致对岩体渗透性变化的低估，从而可能引发工程风险。 文中提到的关键词，如脆性岩石、破裂过程、应力-渗透率方程、渗透性演化、孔隙水压和试验研究，都是围绕核心研究内容展开的。作者杨天鸿、徐涛、冯启言和唐春安，分别来自东北大学岩石破裂与失稳研究中心和中国矿业大学环境与测绘学院，他们的研究不仅深化了我们对岩石力学的理解，也为工程实践提供了更精确的渗透性预测方法。 这篇文章的重要性在于它填补了脆性岩石破裂过程中渗透性演化的研究空白，为岩体力学领域的理论发展和工程应用提供了关键数据支持。