裂隙岩体渗流应力耦合实验、理论和应用研究

研究裂隙岩体的渗流应力耦合作用是岩体力学中典型的复杂难题之一，也是岩体工程领域和地质灾害防治中亟待解决的关键科学问题之一。本研究项目采用模型实验、理论建模和实际应用相结合的方法，发展多尺度、可变形的三维块体离散元模型与三维裂隙网络渗流有限元模型耦合的新型数值模型。该数值模型使用离散元力学模型真实地模拟不同尺度裂隙切割的岩体的力学行为，同时根据岩体变形过程中动态产生的三维裂隙网络系统的几何形态以及各裂隙面的水力特性，使用有限元渗流模型模拟渗透水流在裂隙网络内饱和/非饱和、定常/非定常的渗流过程，然后通过渗流场和应力场之间的交叉迭代求解，实现对渗流与应力耦合作用下岩体变形、破坏及稳定性的定量分析。并且，本研究项目借助自主开发的渗流应力耦合分析专用软件，结合现场地质调查和现场雨量、地表位移和深部位移监测数据，模拟选定岩质边坡在降雨过程中的渗流应力耦合作用，探讨降雨作用下的岩质边坡失稳机制。