本项目研究针对软岩工程问题分析中常见的多场、多相耦合问题分析的决策与控制理论建立智能化随机模糊分析理论和计算方法,课题立足于复杂工程地质条件下软岩工程的应用基础理论软岩环境中的工程应用背景,研究软岩工程中不确定性物理力学模型的智能化多元分析理论,开发多平台数据交换的工程应用软件,力求解决软岩工程应用中的安全性动态预报和工程控制提供切实可行的理论指导和应用技术,课题研究成果既富有学术理论价值,又具有
本项研究以软岩工程为背景,对各向异性软岩建立和完善应力渗流耦合分析的理论和算法,包括考虑不确定因素和对模型参数的确定建立反分析方法,编制程序软件,并提出进行安全性预测与控制的理论与方法和进行工程应用研究。项目研究主要成果包括(1)通过对各向异性软岩进行单轴压缩试验、三轴压缩试验和渗透特征试验,取得了大量数据,为开展理论研究奠定了基础。(2)通过对修正剑桥模型改进,建立了一种新的岩土弹塑性本构模型;通过引入参考柔度矩阵和相当应力状态,对各向异性材料给出了新的柔度矩阵表述,以方便计算;根据渗流条件下软岩的全应力-应变试验曲线,建立了渗流-应力直接耦合的本构模型;从弹性余能原理出发,建立了能考虑水-岩作用的横观各向同性弹性损伤模型,及根据三轴试验结果确定模型参数的方法。(3)首次得出软岩变形模量和渗透张量随围压而变化的规律,据以建立了各向异性岩体渗流耦合有限元分析的新方法;建立了确定耦合场参数的随机反分析方法。(4)编制了MATLAB计算程序,可实现按弹性及弹塑性模型对各向异性软岩的渗流应力耦合分析;并可追踪施工步骤。最后结合某软岩隧道工程,验证了理论、方法和程序的合理性。