饱和脆性岩石的细观损伤本构模型是岩石力学领域前沿基础性研究课题之一。本项目采用室内试验、理论建模和数值分析相结合的方法,研究饱和脆性岩石孔隙水压力作用下的各向异性损伤演化机理与本构模型。以三峡库区典型脆性砂岩为研究对象,运用扫描电镜(SEM)获取砂岩的典型细观结构,为确定初始损伤参数提供依据;利用MTS试验系统对饱和砂岩进行不同孔隙水压力作用下的三轴压缩试验,并同步进行声发射和超声波速测试,揭示饱和砂岩各向异性损伤演化规律和破坏机理;基于试验结果,采用细观力学均匀化方法,融合不可逆热力学理论、弹塑性理论,建立严格基于尺度扩展的饱和脆性岩石细观损伤模型;研发可计算三轴压缩及不同应力路径下岩石力学响应及损伤演化的程序,为饱和脆性岩石的变形破坏分析提供理论依据,研究成果可广泛应用到核废物地质处置、二氧化碳地质封存、深埋长大引水隧洞群开挖、坝基以及涉水岩质边坡等众多与饱水岩石相关的岩石工程领域。
英文主题词Anisotropic damage;micromechanics;acoustic emission;ultrasonic velocity;saturated sandstone