沥青、橡塑、软岩流变软化理论及相似模拟的研究

研究沥青材料、橡塑材料和深部软岩材料在应力场、温度场和化学场综合作用下流变软化规律及相互作用机理；揭示三类材料在上述环境下的流变特性、流变速率、流变软化的力学过程及其变形破坏的物理力学本质；研究沥青材料、橡塑材料与深部软岩材料流变软化力学行为的相似规律和类比理论；研究采用沥青和橡塑材料作为相似材料简便、快速、高效测试软岩流变特性的新方法；研究在高温、高压和化学腐蚀三场耦合作用下深部岩体支护载荷的确定方法，支护与围岩不耦合力学属性和耦合支护方法；研究深部软岩体流变速率的控制技术；研究流变软化过程的虚拟仿真技术；反分析预测深部软岩力学行为的变化等，为深部开采支护的设计和维护提供理论基础和技术指导，对解决深部开采中关键科技问题有重要的理论和应用价值。

研究了沥青材料、橡塑材料和深部软岩材料在应力场、温度场和化学场综合作用下流变软化规律及相互作用机理，研究了多场耦合软岩巷道蠕变规律、复杂环境下蠕变特性等；揭示了三类材料在高温、高压及复杂环境下的流变特性、流变速率、流变软化的力学过程及其变形破坏的物理力学本质，研究了软岩蠕变的温度效应；研究了沥青砂混合料、胶乳水泥等与深部软岩材料流变软化力学行为的相似规律和类比理论。在研究软岩流变规律和蠕变特性的基础上，建立了软岩的本构方程。以相似三定律为依据，进行了相似理论研究，推导了适合软岩相似试验的相似准则，分别验证了沥青砂混合料和胶乳水泥做为软岩相似材料的可行性，并制作相似模型，利用相似准则对试验结果和数值模拟结果进行了相互验证，从而得到了相似试验的规律性和不同相似材料对应的软岩特征，研究了上述相似材料简便、快速、高效测试软岩流变特性的新方法。.研究了在高温、高压和化学腐蚀三场耦合作用下深部岩体支护载荷的确定方法，支护与围岩不耦合力学属性和耦合支护方法；研究了深部软岩体流变速率的控制技术；研究了流变软化过程的虚拟仿真技术。利用有限元ANSYS模拟深部软岩在复杂地下环境下的蠕变特征，分析了环境的各个因素对蠕变特性的影响；利用FLAC软件对巷道开挖过程及巷道开挖后的蠕变模拟分析，验证了模型和原型的相似关系，研究了反分析预测深部软岩力学行为的变化。上述工作对解决深部工程实际问题有现实意义，同时为深部开采支护的设计和维护提供理论基础和技术指导，对解决深部开采中关键科技问题有重要的理论和应用价值。 .该项目按计划进展顺利，并已取得了良好的成果。各具体研究成果发表或被录用学术论文12篇，包括煤炭学报等重要期刊和重要国际会议论文；课题组负责人及相关成员多次参加学术会议或被邀请做学术报告，取得了良好的效果。