单轴压缩状态下类岩石材料水力劈裂试验

采用自制水泥砂浆作为类岩石材料进行试验,研究内水压力和单轴压缩耦合作用下岩体的破坏规律。制作带有中心预制裂缝的立方体试样,利用自行研发的内水压力与轴向压力加载装置,在固定内水压力加载速度和轴向压力大小的前提下,对不同材料强度和尺寸的试样,以不同轴向压力加载方向进行了水力劈裂试验。试验结果表明:轴向压力加载方向对裂缝尖端的起裂角度有一定影响,在固定内水压力加载速度下,裂缝内水压力上升速度与试样强度正相关;轴向压力方向无论是与预制裂缝走向平行还是垂直,都会加快内水压力上升速度;试样水力劈裂临界水压力与试样强度正相关;轴向压力加载方向对单裂缝试样水力劈裂影响较大,轴向压力方向与裂缝走向垂直时对裂缝开裂起抑制作用,轴向压力方向与裂缝走向平行时对裂缝开裂起促进作用。

双轴压缩状态下岩体水力劈裂试验研究

针对水利工程中的岩体水力劈裂问题,采用自制水密封装置和水压加载系统,以水泥砂浆作为类岩石材料,基于不同轴压组合,开展双轴压缩状态下的岩体水力劈裂试验,研究了不同轴向压力对水力劈裂发展过程的影响.试验结果表明:双轴压缩状态下岩体顺缝向轴压可放大高压水流劈裂破坏能力,顺缝向轴压与临界劈裂水压呈负相关关系;垂缝向轴压可较强抑制裂缝扩展,垂缝向轴压与临界劈裂水压呈正相关关系;双轴压缩状态下,加载水压历时曲线呈M形,水力劈裂破坏具有非瞬时性;水力劈裂发展过程可分为弹性变形、缝端损伤区发展、劈裂破坏、持续变形开裂和完全破坏等5个阶段.

不同应力状态下裂隙岩体水力劈裂试验研究

以水泥砂浆作为类岩石材料,采用水-固-热耦合试验系统、电液伺服万能试验机、动态数据采集分析系统以及自主设计研制的高压水密封装置分别进行了不同注入流量条件以及单轴压应力作用下裂隙岩体水力劈裂试验。研究结果表明:无轴向拉压作用下,注入流量越大,试样劈裂破坏历时越短,越容易发生劈裂破坏,且试样水力劈裂起裂水压与劈裂水压的比值Pini/PIc与注入流量呈线性关系;注入流量不变的情况下,垂直裂缝走向的轴向压应力对试样水力劈裂起抑制作用,平行裂缝走向的轴向压应力较小时(0.1~0.3 MPa)对砂浆试样水力劈裂起抑制作用,较大时(0.4~0.5 MPa)对砂浆试样水力劈裂起促进作用。