摘要本项目以开放流动体系的水-岩反应动力学实验、水-岩环境腐蚀下宏细观断裂力学试验研究为背景,立足于学科前沿,运用断裂、损伤力学理论和先进的实验手段,对裂隙岩体水岩损伤演化和动力学作用机理进行了研究。采用摩擦弯折裂纹模型研究渗流-应力场共同作用下裂隙岩体的损伤变形,综合岩体初始损伤演化特性,建立了同时考虑裂隙规模、间距、密度、产状以及连通性等几何要素和裂隙损伤断裂效应的裂隙岩体渗透张量演化方程,并基于此研制了含水裂隙岩体细观损伤力学计算软件WFRD2D;在水岩作用的双扭实验基础上,借助Talysurf CLI 2000三维表面激光形貌仪,定量分析了水作用下岩石形貌参数与相应物理量之间的关系,研究了水对岩石断裂韧度的影响规律;在Instron-1342型电液伺服刚性试验机上进行了水作用下的常规力学参数测试实验、并自主设计水岩膨胀性实验,得到了水对岩石常规力学参数与膨胀性的影响规律;采用三维流固耦合有限元程序,依托于某矿山深部巷道围岩稳定性分析课题,分析了渗透压作用下,围岩渗流场、应力场和位移场的分布规律。该项目的研究,不仅理论意义重大,同时可为岩体工程的防灾减灾提供理论支持。
英文主题词water-rock interaction; fractured rock mass; fracture toughness; expansion and softening test of rocks; fluid-solid coupling.