本项目以当前岩体水力学领域的研究热点"裂隙岩体固液耦合问题为研究对象,通过一系列的裂隙岩体变形、渗流试验,结合理论分析,探讨了法向应力、侧向应力作用下岩体裂隙的变形特性,在此基础上,结合岩体裂隙渗流相关理论,研究复杂应力条件下岩体裂隙渗流特性及其耦合模型。研究结果表明,法向应力作用下,裂隙开度减小,裂隙法向变形量随法向应力的增加呈指数函数关系变化,符合结构面法向闭合变形法则,在侧向应力作用下,裂隙开度增加,裂隙法向变形增加量与侧向应力的关系同样符合指数函数关系,试验结果与理论分析具有很好的一致性,据此建立了三轴应力作用下裂隙法向变形与应力的耦合模型,在此基础上结合渗流达西定律,建立了基于裂隙变形特性的岩体渗流与应力耦合模型;裂隙渗透系数与法向应力呈负指数形式关系,随着法向应力的增加逐渐趋向一稳定值,而与侧向应力和渗压呈正指数形式关系,通过基于裂隙变形特性的裂隙岩体应力与渗流耦合模型对试验数据进行拟合分析表明,试验结果与耦合模型具有很好的一致性,最终建立了三维应力作用下裂隙渗流与应力耦合模型。本项目的研究结果对岩土工程的渗控及其安全性问题提供理论支持和解决方法。
英文主题词jointed rock mass; seepage; stresses; deformation; coupling model