分享到:

岩石破裂过程渗透性质及其与应力耦合作用研究

地下水渗流场和应力场的相互作用和影响称之为渗流与应力耦合。工程岩体在这些因素构成的动态平衡体系中的变形、破坏及其稳定性是许多工程学科面临的共同问题。渗流与应力耦合作用使得岩石的破裂机制十分复杂,这一问题的研究具有更普遍的理论意义和更接近实际的应用价值。为了分析细观结构特性变化引起渗透性演化对宏观力学行为的影响,并进行渗流应力耦合作用下岩石破裂机制的研究,本文基于细观损伤力学和Biot经典渗流力学,建立了岩体损伤非线性本构方程和渗透率关系模型,开发出岩石破裂过程渗流-应力耦合分析系统(Coupling System of Flow & Solid in Rock Failure Process Analysis简称F-RFPA2D),拓宽了原有程序RFPA2D的研究领域。这个系统能够对裂纹的萌生、扩展过程中渗透率演化规律及其渗流-应力耦合机制进行模拟分析,把流固耦合问题的研究从应力状态分析深入到破坏过程分析之中。本文围绕岩石破裂过  (本文共222页) 本文目录 | 阅读全文>>

《力学与实践》2015年03期
力学与实践

渗流—应力耦合随机性分析方法与应用

2015–01–19收到第1稿,2015–04–15收到修改稿.1)国家973计划(2015CB251602,2009CB219605),国家自然科学基金(41074040,40811120546,50774083)和江苏省自然科学基金(BK20141125)资助项目.2)章统,硕士研究生,主要从事岩体稳定和渗流方面的研究.E-mail:zhangtong23@126.com引用格式:章统,刘卫群,唐珺等.渗流-应力耦合随机性分析方法与应用.力学与实践,2015,37(3):317-320Zhang Tong,Liu Weiqun,Tang Jun,et al.Stochastic analysis of the coupled process of seepage field and stress field.Mechanics in Engineering,2015,37(3):317-320渗流-应力耦合问题广泛存在于采矿...  (本文共5页) 阅读全文>>

《甘肃水利水电技术》2013年01期
甘肃水利水电技术

不同边界条件对孔隙介质渗流-应力耦合的影响

1前言对于对遇水易膨胀、强度易降低等特殊性质的工程软岩来讲,研究渗流场与应力场耦合这一课题非常重要。在一定的地质环境中,对于一个特定的岩体系统而言,当岩体的空隙结构以孔隙为主,或以密集裂隙分布为主时,而且当表征体元相对于研究区足够小时,可以建立多孔连续性介质模型来研究渗流问题。[1]图1为多孔连续介质渗流场与应力场之间的相互作用关系示意图。1923年,Terzaghi提出有效应力原理,并推导出均质饱和土体一维固结方程,1940年Biot[2]推导出考虑三维状态下孔隙水压力消散和土骨架变形关系的土体三维固结模型,成为最早的岩土介质流-固耦合模型。R.W.Zimmerman[3]以Biot固结模型为基础,引入两个无量纲参数α和β表达了渗流应力耦合效应的强度。在国内,沈珠江首次把Biot固结理论的有限元法应用于固结分析。殷宗泽等根据流量平衡的概念推导出Biot固结理论的连续性方程。王媛[4]以Biot理论为基础,建立了多孔介质渗流应力...  (本文共4页) 阅读全文>>

辽宁工程技术大学
辽宁工程技术大学

卸围压裂隙砾岩渗流-应力耦合流变特性研究

随着地下煤炭资源的不断延深开采、水利水电隧道和深大交通的大量建设,巷(隧)道掘进卸荷过程中,支护失效产生流变变形、富水及裂隙发育等灾害问题愈加凸显,致使巷(隧)道的快速掘进与安全运营均受到严重影响,故迫切需要了解在卸围压扰动作用下裂隙岩体渗流-应力耦合流变特性的演化规律。本文以红庆梁煤矿在建主斜井砾岩段为研究对象,采用现场调研、室内试验、相似材料模型试验、理论分析、数值计算及现场监测等方法研究卸围压裂隙砾岩渗流-应力耦合流变特性。取得了如下主要成果:(1)通过砾岩的常规三轴压缩试验,获得了砾岩偏应力-应变、体积应变-裂隙体积应变-轴向应变的关系曲线;基于M-C准则,得到了峰值应力对围压的敏感性最强,闭合应力对围压的敏感性最弱;内摩擦角与偏应力呈现正相关的关系;若偏应力不大于峰值应力时,粘聚力与偏应力呈正相关的关系,反之亦然;当围压≤12MPa时,变形参数与围压呈现正相关的关系;当围压12MPa时,变形参数与围压呈负相关的关系,进...  (本文共170页) 本文目录 | 阅读全文>>

成都理工大学
成都理工大学

基于位移反分析的地铁深基坑渗流-应力耦合研究

随着我国经济的高速增长,城市化进程正在迅速推进。在此过程中,产生了大量的地铁深基坑工程。而由于地铁深基坑施工现场的特殊性,往往开挖环境非常复杂,特别是在地下水丰富的地区,因地下水控制失效导致的诸如管涌、流砂等工程事故,情况严重时甚至会造成基坑坍塌,带来巨大经济损失。而发生在武汉二元结构地层的基坑工程事故中,90%以上是由于降水渗流引起的,所以对于此地区地铁深基坑的安全稳定性研究尤为重要。由于地层介质通常具有明显各向异性及非均匀性,参数往往由于受地质构造和施工扰动的影响而发生变化,且这种变化是非线性的。若在稳定性计算分析中继续使用试验值或经验值,必然会与实际情况产生较大的误差,甚至是错误的结果。故本文基于位移反分析方法,旨在反演出更符合现场实际情况的土层参数,并进一步对基坑降水及开挖过程进行渗流-应力耦合研究。本文以武汉地铁8号线黄浦路站基坑工程为研究背景,以现场监测数据、理论研究、室内试验分析为手段,基于优化算法与BP神经网络相...  (本文共103页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州交通大学
兰州交通大学

群洞条件下寒区隧道力学性能及渗流应力耦合研究

寒区隧道因其所处地理环境恶劣,施工及运营过程中面临较多困难,已逐步成为我国基础建设中较为特殊的工程。通常情况下,隧址区地理环境均为高海拔山岭,隧道施工及运营阶段均受到地下水渗流问题的影响,从而常发生工程灾害及缩短隧道使用年限。由于寒区隧道需修建防寒泄水洞等排水设施,且隧道施工时为了缩短工期,会适时增加施工开挖面而设计平行导洞,每个隧道均有其特殊用途。相比于单洞隧道,群洞条件下各隧道施工将对围岩产生多次扰动,对邻近隧道结构受力及变形产生较大影响。研究群洞条件下隧道施工过程中的围岩应力变化特征与变形分布以及渗流-应力耦合对于实际工程的合理设计、安全施工及运营具有一定的指导作用。本文以敦煌至格尔木铁路当金山隧道为背景,选取同时包含主隧道、平导及防寒泄水洞的施工段进行研究。系统地介绍了渗流发展的研究现状及方法,渗流场与应力场的相互影响以及渗流-应力耦合计算的发展现状。基于国内外学者关于渗流场-应力场耦合研究的理论,利用MIDAS/GTS...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>