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劈裂压力试验分析

【摘要】:岩体的水力劈裂现象通常指岩体在高压水作用下,流量产生突然增加的现象。图4.7表明1号试验孔断层段在中速法第一次高压压水条件下发生了三次较大规模的水力劈裂现象,第一次劈裂时的压力为3.0MPa,第二次劈裂时的压力为5.5MPa,第三次劈裂时的压力为6.5MPa。

岩体的水力劈裂现象通常指岩体在高压水作用下,流量产生突然增加的现象。这种现象在p-Q-t曲线上表现为压力达到某一峰值后突然下降,而流量滞后于峰值压力陡增;在p-Q关系曲线上则表现为有一个流量异常增加的突变点。

黑麋峰抽水蓄能电站高压岔管段裂隙岩体和断层破碎带岩体高压压水试验部分成果如图4.4~图4.7。根据流量压力过程线和关系曲线判断,断层带岩体与裂隙岩体在高压压水过程中均产生了水力劈裂或多次水力劈裂;在压水压力不断升高的条件下,高压水作用半径不断扩大,水力劈裂发生了递进式扩展,出现第二次、第三次水力劈裂现象。

图4.4表明1号试验孔岩体段在快速法第一次高压压水条件下至少发生了三次较大规模的水力劈裂现象,第一次劈裂时的压力为5.0MPa,第二次劈裂时的压力为6.6MPa,第三次劈裂时的压力为7.8MPa。

图4.5表明1号试验孔岩体段在中速法第一次高压压水条件下也发生了三次较大规模的水力劈裂现象,第一次劈裂时的压力为4.5MPa,第二次劈裂时的压力为5.5MPa,第三次劈裂时的压力为6.5MPa。

图4.6表明1号试验孔断层段在快速法高压压水条件下发生了三次较大规模的水力劈裂现象,第一次劈裂时的压力为2.5MPa,第二次劈裂时的压力为5.0MPa,第三次劈裂时的压力为6.8MPa。

图4.7表明1号试验孔断层段在中速法第一次高压压水条件下发生了三次较大规模的水力劈裂现象,第一次劈裂时的压力为3.0MPa,第二次劈裂时的压力为5.5MPa,第三次劈裂时的压力为6.5MPa。

岩体在高压压水过程中出现的流量突增、降低,又增加的交替现象,表明岩体劈裂后的流量增加是新增裂隙或劈裂引起的贯通裂隙增加而提供的更大的储水空间所引起,当这些裂隙空间被后续高压水充填后,由于水的极低压缩性和岩体裂隙通道对水运动的阻力特性,在岩体产生新的水力劈裂裂隙空间前,必然经历流量降低的过程。随着压水孔压力的增加,产生新的劈裂空间,进而引起流量再次增加。

总体上看,断层岩体在高压压水试验过程中的劈裂压力范围为2.5~6.8MPa,裂隙岩体在高压压水试验过程中的劈裂压力范围为4.5~7.8MPa。