库水波动条件下的水岩作用特征
一、样本选择、分组和强度预测研究
1.样本分组和强度预测方法
由于水-岩循环作用试验周期较长(六个周期)，考虑到三种水位波动和浸泡条件，需要大量的岩样(80多块)。由于岩样的矿物成分、沉积弱面和裂隙会有所不同，通过一批单轴试验发现，在同一岩块上采集的岩样强度差异较大。在水岩试验过程中，样本数据的离散性可能会掩盖某些规律。为了解决离散性问题，利用波速和回弹试验对样本进行分组，并根据岩石的相关特性预测岩石强度。
声波在岩体中的传播速度能很好地反映岩体的矿物成分和强度、颗粒结构结合力和孔隙特征，测试方便，不会损伤岩样。利用纵波速度研究岩石的强度和变形特性在岩土工程中得到了广泛的应用。通过大量的理论分析和实验，建立了声波速度与岩石单轴抗压强度之间的回归方程。回弹法广泛应用于检测混凝土质量、确定岩石强度和岩石研磨性。国外学者通过大量实验，建立了将岩石表面回弹值与岩石无侧限强度直接联系起来的经验公式。国内也有学者进行了这方面的研究，通过回归分析拟合了岩石强度与回弹值之间的一些曲线(丁黄平，2008)。
声波法预测岩石强度的公式；
三峡库区构造与地质灾害的关系研究
回弹预测岩石强度的公式:
三峡库区构造与地质灾害的关系研究
上式中，σc1和σc2分布代表岩石的预测单轴抗压强度(MPa)。
人工神经网络具有强大的非线性映射能力、良好的容错性和强大的非线性处理功能(杨朝晖，1997)。神经网络方法克服了回归分析方法可能隐藏某些强度规律的缺点。根据已有的测试数据，通过一定的算法(学习算法)自动获取信息并总结规律，可以更好地实现参数之间复杂的非线性映射。该方法可以方便地建立岩石强度预测模型，并通过学习及时修正预测模型。
首先，通过波速和回弹测试的方法对一组样本进行分组。根据岩石声波及其回弹值和实测强度，通过神经网络学习，建立岩石试样强度预测模型(表5-1)。
表5-1 BP单轴测试训练样本
2.基于神经网络的岩石强度预测。
(1)BP神经网络结构
对于不同的样本，一些样本数据可能特别大或特别小。为了减少奇异样本数据对网络训练的影响，最好对样本数据进行归一化处理。但实测值都是离散的，岩石的回弹、声波、强度范围的实测值不一定是这类数据的真实范围。因此，本文取实测最大值的1.2倍和最小值的0.8倍作为样本的极差值，训练中样本数据的归一化采用如下公式:
三峡库区构造与地质灾害的关系研究
将训练样本数据和声波的平均回弹值(mR)作为网络的输入层，因此输入层有两个节点，输出层有1个节点。隐藏层中节点数量的选择是复杂的。节点太少可能导致网络训练不足，节点太多则会导致学习时间太长，结果不一定准确。通过网络训练和测试发现，当网络隐层节点数在3 ~ 5之间时，网络训练效果较好。理论上早就证明了至少一个S形隐层加一个线性输出层可以逼近任意有理函数。因此，最终确定网络结构为一个隐层的三层BP网络，输入层2个节点，隐层3个节点，输出层1个节点。Tansig作为隐含层的传递函数，logsig作为输出层的传递函数。最后，BP神经网络的结构图如图5-12所示。由于网络训练受初始权值和阈值的影响很大，所以学习率决定了循环训练中产生的权值的变化。通过多次对比训练，选出预测效果较好的网络，最终学习率为0.9，动量参数为0.5。
图5-5-12 BP神经网络结构图
(2)岩石强度预测。
每个样品的测试声波和回弹值作为输入值，岩石样品的实测强度作为输出值。利用MATLAB软件中的BP工具对岩样的单轴强度进行预测。由于样品都是标准样品，岩石样品的声波测试时间可以作为输入参数。将前10个数据(见表5-1)作为样本数据进行训练(图5-13)，建立神经网络模型。然后将后四个数据作为检验样本(表5-2)，将检验样本带入训练好的BP神经网络进行预测。最后，计算数据如图5-14所示。
图5-5-13 BP神经网络的训练误差曲线
表5-2试样强度预测结果
图5-14实测岩石强度值和BP神经网络预测值
岩石的纵波速度反映了岩石的内部结构，回弹值反映了岩石表面的强度。两者的结合更能反映岩体的强度特征。根据岩石的声速、回弹值和单轴强度数据，建立BP神经网络进行训练，通过检验样本预测岩石样本的强度值，误差较小。BP神经网络可以很好地实现各参数的非线性映射关系，无需事先给出数学形式就可以很容易地建立岩石强度的预测模型，为后期分析多因素条件下岩石强度的演化规律提供了思路。
二、砂岩的实验强度特性分析
1.砂岩强度特性试验
对5个试样进行了三轴试验，获得了不同围压下砂岩的应力应变曲线。如图5-15所示，岩样压缩的应力应变曲线基本一致，可分为:①压实过程，岩样裂隙压实，岩样轴向变形较大，曲线呈凹形；②弹性过程。砂岩的应力应变曲线是线性的，斜率是岩样的弹性模量。③在塑性强化过程中，岩样的承载力达到峰值，并在此过程中形成剪切屈服区；(4)峰后软化过程:岩样沿局部剪切带滑动，岩样承载力降低。应力应变关系是线性的，是一个稳定的软化过程，斜率就是弱化模量。
图5-15砂岩压缩试验应力-应变曲线
岩样内部因应力而破坏，变形局部化是岩样随机空间分布从无序到有序的过程。从图5-15可以看出，砂岩加载时的弹性模量不同，但峰后软化模量差别不大。这是因为砂岩不同的历史应力路径导致岩样内部损伤不同，因此砂岩在受载时的弹性模量不同。
2.岩石试样强度特性的数值模拟
根据试验数据表5-3，拟合采用摩尔-库仑强度准则，即
三峡库区构造与地质灾害的关系研究
表5-3原始样本强度和声波值
在…之中
峰后软化阶段是岩样损伤顺序的表现，反映了岩石屈服后的力学性质。砂岩的压缩曲线可简化为应变软化双线性模型，并可推导出剪切带形成后塑性应变与摩擦角φ p和内聚力Cp的关系。
三峡库区构造与地质灾害的关系研究
式中:e为岩样的弹性模量；k是弱化模量；εps是塑性应变分量。
通过计算可以得到φ = 47.34，C = 16.69 MPa，E = 20.04 GPA，K =-122.8 GPA，即可以得到塑性应变后的屈服软化参数。用FLAC3D模拟岩样的压缩，用FLAC3D自带的莫尔-库仑应变软化模型进行计算。砂岩的软化参数由塑性应变和参数对应的自定义表带入，塑性应变产生后根据自定义表修正单元的屈服参数。
模型采用标准圆柱体，样品直径为5cm，高径比为2。分别模拟了5MPa和10MPa围压下岩样的三轴压缩试验(围压一步施加)。采用位移控制，下端固定，上端位移速率为5×10-8m/步。每隔40个时间步记录岩样的轴向应力应变，得到各种围压下岩样的压缩应力应变关系(图5-16，图5-17)。从图中可以看出，FLAC3D模拟的各种围压下岩样的压缩应力应变关系是线性的，强度与实验结果相差不大。峰后软化是一个稳定的软化过程，软化模量与实验结果基本一致，说明应变软化模型是可行的。
图5-16 5 MPa围压下FLAC3D计算的应力应变图
3.库水波动作用下砂岩试验结果分析
1.不同水位下岩石强度的演化特征
根据最初的超声波测试，对样品进行分组。岩样初始P波速度变化较大，测试时间32.6 ~ 47.4 μ s，波速2109 ~ 3067 m/s，平均声波时间T=39.3μs，回弹值30 ~ 40，平均回弹值N=34。根据试验方案，对试样进行岩石力学试验。不同库水压力浸泡和举升条件、不同“浸泡-风干”循环、不同围压下的岩石试验强度、初始声波值和三轴强度数据见表5-4。
图5-10 MPa围压下FLAC3D计算的应力应变图
表5-4岩石试验声波值和三轴试验强度值
继续的
从表5-4可以看出，岩样的测试结果是复杂的。为了分析不同库水压力条件下水-岩相互作用下岩石的强度特征，对各个时期的数据进行了对比统计，分别考虑了不同时期条件和不同水压力对岩石强度的影响。本文以岩样的声波测试时间(T)作为对比的基准测试数据，分别比较它们在不同水位波动条件下的强度值(A和B，B和C，A和C)，其中A、B和C分别代表岩石在0.8MPa、0.4MPa和0.0MPa库水压力条件下的测试强度。
结果分为三种情况:①水压高时，岩石强度低；②符号“↑”表示水压高时，岩石强度较高；③符号“-”表示两者强度相近或不可比。比如第一阶段单轴试验最大强度A & lt 0.4MPa，即“A
表5-5不同库水压力条件下三轴强度对比分析
继续的
注:A、B、C分别代表0.8MPa、0.4MPa、0.0MPa不同压力条件下的强度。
根据统计分析，在初步试验期间(1 ~ 2个循环)，在不同的水压浸泡和水位波动条件下，水压越大，强度高的岩样越多。在后期试验(5 ~ 6个循环)中，不同水压条件和水位波动下，浸泡后水压越大，岩石强度低的岩样越多。
综上所述，不同的水压条件和水位波动对岩石强度的影响不同，且随着“浸泡-风干”循环过程，水压对岩石的影响规律也不尽相同。说明岩石在水压作用下的力学损伤可能比预想的更加复杂，其机理分析也更加复杂。第一次循环后，抗压强度不但没有降低，反而有所增加，这反映了超孔压的结果。岩石中的孔隙裂隙在水压的作用下张开，水进入孔隙。压力释放后，咆哮通道迅速关闭，孔隙中的水被封在孔隙中，形成高孔隙压力。在孔隙咆哮通道不被破坏的情况下，由于孔隙水压力的存在，岩石的抗压强度增加。岩石越细，过程越复杂，呈现波动变化的特征。
2.不同循环周期下岩石强度的演化特征。
在整个试验过程中，试样的初始声波差异较大，初始试验声波时间为32.6 ~ 47.4 μ s，通过对岩石试样三轴压缩试验结果的分析，第5 ~ 6周期试样的声波值接近初始试样值，经过5 ~ 6个循环后强度值趋于稳定，强度值为初始值的57% ~ 80%(表5-6)。
表5-6后期(5 ~ 6次循环)强度与初期强度对比
为了分析不同循环周期下岩石强度的演化规律，采用BP人工神经网络方法对不同循环周期下的岩石强度进行预测。输入值为围压(σ3=0，σ3=5，σ3=10，σ3=20)、水压条件、声波测试时间(t)和周期，对应的输出为岩样强度值，分别建立。最后，神经网络结构是一个带隐层的三层BP网络。输入层节点数为4，隐藏层节点数为5，输出层节点数为1。BP神经网络的结构图如图5-18所示。通过建立的BP神经网络预测模型，输入围压、水压条件、声波测试时间和周期，即可预测岩样的强度。
图5-5-18 BP神经网络结构图
为了分析岩样三轴试验强度的变化规律，基于不同围压和不同水压下的初始声波值、试验周期和对应的岩石强度，建立了预测岩样强度的神经网络模型。试验数据84组，单轴试验数据19组，其中16组为样本训练数据(表5-7)，3组为检验样本数据(表5-8)。围压σ3 =5的试验数据有19组，其中16组为样本训练数据(表5-9)，3组为检验样本数据(表5-10)。围压σ3=10的测试数据有19组，其中16组为样本训练数据(表5-11)，3组为检验样本数据(表5-12)。围压σ3=20的强度试验数据有19组，其中16组为训练样本数据(表5-13)，3组为检验样本数据(表5-14)。有76个训练样本和12个测试样本。
表5-7σ3 = 0时BP预测样本数据
表5-8 BP测试样本及其预测结果
表5-9σ3 = 5时BP预测样本数据
表5-10 BP测试样本及其预测结果
表5-BP预测样本数据在11σ 3 = 10
继续的
表5-12 BP测试样本及其预测结果
表5-13σ3 = 20时的BP训练样本数据
表5-5-14 BP测试样本的预测结果
通过训练总共76个数据建立神经网络，然后预测12个检验样本。实验值与预测值误差较小，神经网络预测结果可靠。将样品数据(包括围压、水压、级数和声波)代入建立的神经网络模型，可以预测样品在不同条件下的强度。本文选取了一个模拟样(声波44.4)，用BP神经网络预测了这个岩样在不同水压条件、水位波动、不同时期下的强度值。见表5-15，各时期岩石强度演化规律见图5-19 ~图5-23。
图5-5-19 BP神经网络的训练误差曲线
图5-20围压σ3=0(T=44.4μs)各期强度预测
表5-15 BP模拟样本预测强度结果(T=44.4μs)
图5-21围压σ3 =5(T=44.4μs)时各相的强度预测
当围压为0Pa，即单轴试验时，后期强度为初始值的66.1% ~ 72.6%，不同条件下强度劣化程度复杂。常压下，前期(1 ~ 2次循环)强度劣化速度快，后期(5 ~ 6次循环)强度趋于稳定。水压条件下，早期强度增加，但后期强度劣化较快，强度低于常压下。在5MPa围压下，后期强度为初始值的52.4% ~ 58.9%，不同条件下岩样强度劣化规律差异不大。前期(1 ~ 2次循环)强度劣化速度快，后期(5 ~ 6次循环)缓慢且趋于稳定。在10MPa围压下，后期强度为初始值的46.6% ~ 51.7%，不同条件下岩样强度劣化规律相似。前期(1 ~ 2次循环)强度劣化速度快，后期(5 ~ 6次循环)缓慢且趋于稳定。在20MPa围压下，后期强度为初始值的66.1% ~ 79.7%，不同条件下强度劣化程度更为复杂。常压下强度劣化速度较快，但水压下早期强度增加，水压下后期强度劣化较快，强度低于常压。
图5-22围压σ3=10(T=44.4μs)各期强度预测
图5-23围压σ3=20(T=44.4μs)各期强度预测
综上所述，六次循环后强度为初始值的46.6% ~ 79.7%，不同条件下模拟试样的强度预测较为复杂。0Pa的围压与20MPa的围压规律一致，早期强度没有明显劣化，甚至有所提高，之后强度迅速劣化，后期强度为初始值的66.1% ~ 79.7%。5Pa的围压规律与10MPa的水压规律一致。在常压下，早期强度劣化速度较快，后期强度劣化速度较慢，后期强度为初始值的46.6% ~ 58.9%。
4.砂岩三轴试验的应力应变分析
三轴强度试验结果表明，不同的水压、水位波动条件和不同的浸泡时间(周期)对岩石强度有不同的影响。为了研究不同时期(循环)水压力对岩石三轴强度的影响，列举了部分砂岩试样在压缩试验中的应力-应变曲线。
1.不同周期(1 ~ 6次循环)下试验曲线的应力应变分析
不同条件下砂岩单轴试验的应力应变曲线如图5-24 ~图5-26所示。图中标注的“51-1 [0.8/1]”表示样本号51-1，条件为0.8MPa水压，65438。
图5-24大气压力下不同时期单轴试验的应力-应变曲线
图5-25 0.4 MPa水压下不同时期单轴试验应力应变曲线
图5-26 0.8 MPa水压下不同时期单轴试验应力应变曲线
随着“饱和-风干”循环次数的变化，岩样劣化明显。这里结合了各试样在压缩过程中变形模量的变化规律(表5-16)。
表5-16不同时期单轴试验变形模量
(1)在常压下，随着循环次数的增加，试验曲线的受压段变长，弹性段的变形模量明显减小。在后期的屈服过程中，形成了明显的屈服平台，压缩变形增大，峰值强度时的变形值甚至是初始值的2倍以上。说明经过“饱和-风干”循环后，岩体的颗粒结构不断变化，孔隙不断张开，岩样不断劣化。
(2)经过6次“饱和-风干”后，岩样劣化明显，但在不同水压和水位波动条件下，不同周期(循环)的岩样劣化规律与常压下不同。在水压作用下，前期(1 ~ 2个循环)试样的测试曲线变化不明显，而中后期(3 ~ 6个循环)岩样的测试曲线变化较大。在0.8MPa水压力条件下，试样早期(1 ~ 2个循环)试验曲线的压实段甚至变短，弹性模量明显增大，这与高孔隙水压力有关。
2.前期(1 ~ 2个循环)不同水压下试验曲线应力应变分析统计结果表明，前期(1 ~ 2个循环)水压越大，岩样越多，强度越高。为了分析前期水压和水位波动对岩石的影响，提出了1 ~ 2个周期第二阶段岩样的应力应变曲线。
从图5-27到图5-30，岩样的压缩曲线形状几乎相同，但压缩段长度不同，弹性段的变形模量也相差较大，曲线压缩段越短，变形模量越大。结合压缩过程中各试样变形模量的变化规律(表5-17)，分析了不同水压力下三轴压缩岩样的应力应变特征，总结如下:
图5-27围压σ 3 = 0，1 ~ 2阶段试验应力-应变曲线
图5-28围压σ 3 = 5，1 ~ 2相试验应力应变曲线
图5-29围压σ 3 = 10和1 ~ 2的应力应变曲线。
图5-30围压σ 3 = 20，1 ~ 2相试验应力应变曲线
(1)在前期试验(1 ~ 2个循环)中，第二个循环(2个循环)大部分试样的压实段变长，变形模量降低，但不同条件下的变化规律也不同。在常压下，第二阶段样品(52-3，19-1，19-2，19-3)明显软化，压实段较长，变形模量明显降低，而在水压下，大部分样品曲线变化不那么明显，但部分样品有所增加。以上分析表明，在前期试验(1 ~ 2个循环)中，常压下“饱和-风干”的循环作用使岩样变化更明显，而水压下试验曲线变化较小，表现更复杂。
表5-17(1 ~ 2个循环)前期变形模量统计表
(2)在第一阶段(1个循环)，与正常水压下的试验曲线(51-3，16-1，16-2，16-3)相比，在水压下更大。这可能是由于经过1次饱和-风干循环后，岩样在水压条件下孔隙度迅速增加，但颗粒骨架结构弱化速度没有明显变化，甚至有所减缓。这两个方面也会导致水压力下更复杂的水岩相互作用形式。
(3)在第二阶段(两个循环)试验中，与正常水压下的试验曲线(52-3，19-1，19-2，19-3)相比，大部分样品在水压下(17除外)这可能是由于岩石样品在水压下孔隙率增加，经过两个循环的饱和空气干燥后颗粒骨架结构弱化速度较慢，导致水压较高
3.后期(5 ~ 6个循环)不同水压下的应力应变特性分析
统计结果表明，水压条件越大，后期试验(5 ~ 6个循环)强度越低的岩样越多。因为后期测试的强度趋于稳定，所以测试曲线相差不大。为了分析后期水压和水位波动对岩石的影响规律，将初始试样的应力应变曲线与第5-6次试验中部分试样的应力应变曲线进行了对比(图5-31 ~图5-33)。
图5-三轴试验的应力-应变曲线，围压σ3 = 31的5
(1)与初始试样相比，后期试样表现出明显的软化，峰值强度时的变形约为初始值的2倍，卸载载荷后的残余变形也约为初始值的2倍。
图5-32围压σ3=10的三轴试验应力应变曲线
图5-33后期二次围压σ3=20的三轴试验应力应变曲线
(2)与正常水压下的试验曲线相比，后期(5 ~ 6个循环)试样的压缩曲线表明，大部分试样在水压下的变形模量略小于正常压力下的变形模量，强度也低于正常压力下的变形模量，但差异不显著。
五、岩石破坏特征分析
不同的水压和水位波动条件，不同的浸泡时期(周期)对岩石强度的影响不同，相应岩样的应力应变曲线也有很大差异。不同围压、不同时期(循环)的砂岩试样破坏形式不同，对应的破坏机制也不同。为了研究不同围压和不同时期砂岩试样破坏形态的变化规律，列举了砂岩试样破坏形态的详细照片。
1.单轴试验的断裂特征
为了分析岩石试样在水压下不同时期的破坏形态特征，单轴试样的破坏形态照片整理如下图5-34所示。
在单轴压缩下，岩样的破坏形式更为复杂，破裂的圆锥面基本上出现在砂岩试样的两端(图5-35)，这将在岩样中间几乎沿轴向产生拉应力，试样表面形成几乎平行于轴向的裂纹(图5-36)。
(1)在不同时期的条件下，岩样的破坏模式差异较大。岩石试样的单轴破坏形式主要分为两种情况:①试样破裂程度较大(图5-37)，产生带锥体的对角破坏；同时，部分试样出现类似“压杆失稳”的岩石碎块，试验中可听到清脆的破裂声，属于典型的脆性拉伸破坏(图5-38)。这种损伤主要出现在之前的测试中。(2)破坏形式比较完整，也形成了断裂的锥面和轴向裂缝，但没有贯通裂缝和岩石断裂，比较完整。这种故障主要发生在后期测试中。由于岩样压缩变形较大，颗粒在剪切变形作用下稳定滑移，破坏形式为内部剪切滑移(图5-39)，在试验曲线上呈现明显的屈服平台，岩样强度较低。
图5-34单轴试验的破坏模式(从左到右，试验的0 ~ 7个阶段)
图5-35单轴试验的破裂锥体
图5-36单轴试验第0 ~ 2阶段岩样断口形貌
图5-37岩样51-1的断口形貌
图5-38单轴试验第5 ~ 6阶段岩样断口形貌
图5-39单轴试验第六阶段(56-2)岩样断口形貌
(2)在不同的水压和水位波动条件下，破坏模式不同。水压条件越大，单轴试验破裂程度越大，岩样在0.8MPa水压下破坏时破裂最严重，第六相(样品56-1)比较完整，第五至第六相(样品55-2和56-2)在0.4MPa水压下比较完整，第四至第六相(样品54。
2.三轴试验的岩石破坏特征(图5-40 ~图5-44)
围压下岩样的破坏模式与单轴压缩下的破坏模式有很大不同，主要有两种破坏形式:带锥体的对角破坏(图5-40)，破裂面由岩样端部的锥面和岩样中部的平面组成；剪切面的破坏形成单个剪切面或两个相互连接的剪切面(图5-41)，破坏位置随试样而异。两种破坏模式不同，但破坏面角度也不同。对角破坏角为64° ~ 69°，剪切面角略大，为66° ~ 72°。根据库仑强度准则，岩石破坏的剪切破坏角为β= 45°+φ/2，对角破坏时的摩擦角为38° ~ 48°，剪切面破坏时的摩擦角为42° ~ 54°。
图5-40对角线失效特征
图5-41两个相互连接的剪切面
为了分析不同围压、不同时期岩石试样的破坏形态特征，三轴试验试样的破坏形态照片如图5-42 ~图5-44所示。
(1)随着围压的增加，砂岩试样的剪切角逐渐减小。当围压达到20MPa时，试样往往只有一个剪切破坏面。当围压达到10MPa和20MPa时，大部分样品在压缩过程中没有产生宏观破裂，只有大量的滑移痕迹；在20MPa时，部分测试滑移线具有剪切裂纹面的特征。
(2)浸泡过程中水压变化越大，剪切破坏角越小，说明水压条件对试样强度参数的劣化影响很大。
3.具有弱沉积面的岩石样品的破坏特征(图5-45，图5-46)
砂岩是沉积岩层，取样时垂直于层理。一些岩石样品包含垂直和轴向沉积弱面，这些弱面在试验前没有打开。经过几次“饱和空气干燥”循环试验后，在试验过程中形成了轴几乎垂直的拉伸裂纹。并且随着试验压力的增加，出现裂纹的概率增加。
图5-42围压为5MPa的岩样破坏形态特征
图5-43围压为10MPa的岩样破坏形态特征
图5-44围压为20MPa的岩样破坏形态特征
经过“风干-饱和”循环后，在三轴压缩试验中，部分试样中的弱面产生局部拉伸破坏和拉伸裂缝(图5-45)，这可能是由于水压波动和浸泡后岩样的弱面明显弱化，压缩过程中塑性变形大，弹性变形小。卸载时，岩样弹性变形恢复，在弱面位置容易发生拉伸变形，最终形成张开裂缝(图)
图5-45三轴试验期间的拉伸裂缝
试验中，部分试样经受水位波动和水压浸泡，然后在ELE渗透仪中进行渗透试验。经过2 ~ 3次“风干-饱和”循环后，大部分试样在渗透试验中沿软弱面发生拉伸破坏，纵轴出现拉伸裂缝。这说明水压波动和水压浸泡后，考虑渗流，软弱面更容易弱化，岩样沿软弱面破坏。
图5-46渗透试验中的裂缝
总之，在水库水的作用下，水-岩相互作用的特征发生了根本性的变化，主要体现为:
(1)在水库水压力的作用下，岩石中的一些孔隙被打开，但这种打开不是永久性的；水库水位下降后，吼道关闭，形成高孔隙水压力，使岩石的抗压强度在一段时间内增加。这一过程有一个由表及里的逐渐发展规律，与岩石类型和胶结程度密切相关。岩石粒度越粗，胶结的泥质或钙质越多，抗压强度增加的过程就会越短。
(2)在库水压力作用下，岩石崩解过程会加速，不同岩石的加速程度不同。
(3)不同库水压力条件下岩石破坏形式存在一定差异，尤其是沿软弱面的破坏，与库水压力条件有很大的相关性。