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岩石渗流与应力相互作用研究是岩土工程界、尤其是岩石力学学科研究的热点问题,而岩石渗流与应力相互作用研究的两个难点问题是:受力岩石的起裂与扩展过程、破裂过程中渗流与应力关系。在国家自然科学基金项目“三轴条件下冻融岩石损伤过程的CT三维实时观测(10172071)”的资助下,运用岩石高压三轴加载装置和自行设计的实时渗透压加载装置,对砂岩进行渗流与应力试验,并借助SOMATOM PLUS螺旋CT扫描机进行实时观测,获得了一定量的实验数据。本文重点对不同应力条件下砂岩的小裂纹起裂与扩展过程、破裂模型以及破裂过程中渗流与应力关系进行研究,获得了如下重要结论: 1)单轴压缩条件下砂岩几乎完全是弹脆性变形:三轴加渗透水压力条件下砂岩主要以塑性变形为主,而只有三轴加载条件时的变形破坏介于以上两者之间。 2)从CT数差值图像中的方差值与应力关系曲线可以直观地看出:岩石小裂纹的起裂门槛值因岩石强度差异而不同,即:软砂岩样小裂纹扩展的门槛值为岩石强度的55%,小裂纹的扩展强度占整个强度的73%。硬砂岩小裂纹扩展的门槛值为岩石强度的64.5%,小裂纹的疲劳强度占整个强度的79%;在加载的初期岩石中小裂纹的扩展速率缓慢增大,在小裂纹扩展的门槛值出现之前快速下降,小裂纹扩展的门槛值出现之后又快速增加,最后当裂纹长度达到一定值时与长裂纹扩展速率基本一致。 3)依据砂岩渗流与应力试验结果分析,提出了基于CT数的岩石空隙率公式;分析了岩石小裂纹扩展过程中空隙率、渗透速度、渗流速度、微孔隙直径、渗透率等的变化规律。结果发现:岩石的渗透参数的变化与岩石受力损伤-破裂过程密切相关,在压密阶段,岩石的空隙率、渗透速度、渗流速度、微孔隙直径、渗透率等随应力增大而减小;当岩石内部出现小裂纹后,岩石的空隙率、渗透速度、渗流速度、