滲透壓作用對灰巖孔隙結構演化規律影響的試驗研究

摘要：富水隧道水巖作用的復雜性導致巖體內部孔隙結構的演化具有不穩定性,會誘發巖體的劣化、失穩等現象,這對地下滲流巖體穩定性的研究提出了更高的要求。為探究貴陽下麥西隧道灰巖在滲透水壓作用下溶蝕孔隙結構的演化規律,對不同滲透水處理的灰巖試件進行了聲發射、壓汞、SEM及熒光光度試驗,獲得了灰巖溶蝕質量損失率、波形、頻譜圖、孔隙分布曲線及電鏡掃描圖像等。結果表明:灰巖質量損失率隨滲透壓增加呈緩慢增加-快速發展的發展趨勢,滲透壓分界點為6 MPa。隨著滲透壓增加,波形首波振幅逐漸衰減,波形曲線衰減較快且較早趨于穩定,波尾發育程度減緩。灰巖主頻峰值逐漸衰減,由單峰向多峰演化,主頻峰值與滲透壓呈二次函數關系,且聲波頻率由(相對)高頻段向低頻段發展。溶蝕灰巖的大、中孔隙對滲透能力起到了決定性作用。隨滲透壓增加,灰巖累計進汞量呈指數函數增加,CaCO3和SiO2成分含量均呈指數函數變化。機械溶蝕較為敏感,化學溶蝕受溶蝕時間限制無法在短期內快速發展,機械溶蝕占據主導作用。建立的接觸沖刷模型表明,滲透水的拖拽力取決于水流速度,而滲透壓的提高則可增加單位體積的水壓力梯度,進而提高水流速度。