裂隙巖體滲流/應(yīng)力應(yīng)變耦合分析的復(fù)合單元法

利用復(fù)合單元技術(shù)，建立裂隙巖體的滲流/應(yīng)力應(yīng)變耦合模型,并提供一種可包含等效連續(xù)介質(zhì)模型、裂隙網(wǎng)絡(luò)模型、裂隙孔隙介質(zhì)模型優(yōu)點(diǎn)的分析理論和方法。在單節(jié)理裂隙的力學(xué)模型方面，重點(diǎn)考慮裂隙的非線性變形與滲流的耦合關(guān)系。在數(shù)值分析工具方面，重點(diǎn)研究?jī)?nèi)嵌不連續(xù)面和含奇異插值項(xiàng)單元構(gòu)造的復(fù)合單元技術(shù)。引入p-型自適應(yīng)技術(shù)后，可實(shí)現(xiàn)單元階數(shù)的動(dòng)態(tài)變化，以保證分析精度。利用該模型和方法，對(duì)依托工程的含隨機(jī)裂隙網(wǎng)絡(luò)的試件進(jìn)行數(shù)值模擬試驗(yàn)，分析彈性張量、屈服與破壞準(zhǔn)則以及滲透張量，研究代表單元REV的尺度。最后，利用該模型和方法，對(duì)依托工程實(shí)現(xiàn)參數(shù)反演和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證研究，為理論研究的深入發(fā)展提供線索和依據(jù)。本項(xiàng)目成果可用于巖體工程結(jié)構(gòu)滲流/應(yīng)力應(yīng)變耦合分析和破壞的全程仿真模擬和安全度評(píng)價(jià),對(duì)巖石力學(xué)的理論研究和工程設(shè)計(jì)方法研究有較大推動(dòng)作用，在我國(guó)水利水電工程的建設(shè)中有較大應(yīng)用前景。 2100433B

趙延林、曹平、王衛(wèi)軍編著的《裂隙巖體滲流-損傷-斷裂耦合理論及工程應(yīng)用》內(nèi)容提要：本書詳細(xì)介紹了裂隙巖體滲流一損傷一斷裂耦合理論及其在相關(guān)工程領(lǐng)域的應(yīng)用。主要內(nèi)容包括：滲流應(yīng)力作用下裂隙巖體斷裂力學(xué)特性研究，類巖材料多裂紋體斷裂破壞實(shí)驗(yàn)與巖石斷裂韌度測(cè)試、裂隙巖體滲流-損傷-斷裂耦合本構(gòu)模型研究、基于雙重介質(zhì)裂隙巖體滲流-損傷-斷裂耦合模型有限元分析、裂隙巖體滲流損傷-斷裂耦合的擴(kuò)展FLAC3D分析、高壓預(yù)注水致裂軟化煤層的工業(yè)試驗(yàn)和數(shù)值研究。

本項(xiàng)課題研究?jī)?nèi)容為裂隙巖體滲流應(yīng)力耦合特性及分析研究，以試驗(yàn)為基，注重理論分析和歸納。通過(guò)滲流應(yīng)力耦合試驗(yàn)，提出滲流應(yīng)力耦合關(guān)系式，并用于龍灘高碾壓砼壩斷面優(yōu)化招標(biāo)設(shè)計(jì)。首次提出裂隙巖體四自由度全耦合分析方法，突破目前普遍采用的滲流場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分開計(jì)算，交叉迭代的計(jì)算程式，成為目前較完善的分析方法，編制了相應(yīng)程序可資歷應(yīng)用，完成交叉裂隙水流模型試驗(yàn)，建立了交叉水流局部水頭損失的理論模式及相應(yīng)的修正系數(shù)，改進(jìn)完善了網(wǎng)絡(luò)滲流的計(jì)算，澄清了網(wǎng)絡(luò)裂隙水流計(jì)算中是否要考慮交叉引起的水冰損失的爭(zhēng)論。本研究豐富了巖石力學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)裂隙水力學(xué)發(fā)展起到積極作用。成果理論水平高，有較好的應(yīng)用前景。培養(yǎng)了高層次人才。 2100433B

《裂隙巖體滲流-應(yīng)力-溫度耦合作用的理論與應(yīng)用》在巖體結(jié)構(gòu)特征研究基礎(chǔ)上，從裂隙巖體場(chǎng)性能等效的原則出發(fā)，通過(guò)等效性能場(chǎng)之間耦合作用機(jī)理的研究，建立起了裂隙巖體滲流一應(yīng)力一溫度非完全耦合作用和完全耦合作用的數(shù)學(xué)模型，為三場(chǎng)之間耦合作用定量研究奠定了基礎(chǔ)。與此同時(shí)，通過(guò)將所建數(shù)學(xué)模型分別應(yīng)用于深層地下鹵水資源評(píng)價(jià)及隧道工程裂隙圍巖體地質(zhì)環(huán)境定量計(jì)算中，證明書中提出的裂隙巖體滲流一應(yīng)力一溫度非完全和完全耦合作用理論研究方法是可行的。

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