高渗压作用下岩石渗流流变力学特性的试验与模型研究

基本信息
批准号:11772116
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:王环玲
学科分类:
依托单位:河海大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:孟庆祥,李跃,向志鹏,王苏生,李彪,孙梦成,赵恺,夏季,沙聪
关键词:
高渗压岩石力学渗流流变本构模型裂纹演化
结项摘要

The rock rheology mechanics coupled with fluid flow under high fluid flow pressure is a new task and challenge in the development of rock mechanics and rock engineering. The issue of hydraulic characteristic and long-term safety of rock under high water head, which is an important scientific issue and many important rock engineering have been faced. This project focuses on the stability and security of high dam foundation engineering under high water head, by a series of experiment study including acoustic emission and ultrasonic testing on rheology coupled with fluid flow under high fluid flow pressure, and the hydraulic and rheological theory of rock, to reveal the fluid flow law and rheological law of rock under high fluid flow pressure. According to the experiment, research the influence of the high fluid flow pressure on the long-term strength and deformation law, and hereby establish the long-term strength criterion of rock under high fluid flow pressure; research the flow pattern and motion law of rock under high fluid flow pressure, and hereby establish the fluid flow law; According to the macroscopic and mesoscopic 3D-CT image experiments in the process of rheological deformation and failure of rock experiment, reveal the evolution and failure mechanism of rock micro crack under high fluid flow pressure, and establish the nonlinear rheological constitutive model coupled with fluid flow of rock. The research achievements will promote the theory development of hydraulic mechanics and rheology theory, and the Multi-field coupling mechanics theory for rock, and provide a new theoretical methods and technique for scientific prediction and analysis the deformation law of rheology of rock engineering under high water head.

高渗压作用下的岩石渗流流变力学问题是岩石力学与岩石工程发展提出的新课题和挑战,高水头作用下岩石的渗流力学特性和长期安全性问题是目前众多重大岩石工程都面临的重要科学问题。本项目依托高水头作用下的高坝坝基岩石工程,通过包括声发射和超声波测试的渗流流变力学系列试验、渗流流变理论分析、力学模型的建立与工程应用相结合的方法,研究高渗压对岩石长期强度和变形规律的影响,建立岩石长期强度准则;研究高渗压条件下岩石水流流态和运动规律,建立岩石渗流规律模型;通过岩石渗流流变变形破坏过程中裂纹宏细观三维CT成像试验,揭示高渗压条件下岩石裂纹扩展演化及破坏机理;综合建立描述高渗压条件下岩石渗流流变规律的非线性本构模型。研究工作将有助于推动岩石渗流力学和流变力学理论以及多场耦合力学基本理论的发展,为科学预测和分析高渗压下岩石工程的渗流流变规律和安全评价提供科学方法和技术支撑。

项目摘要

高水头作用下岩体渗流流变变形带来的长期安全问题是目前重大岩石工程面临的重要问题之一。依托高水头作用下的高坝坝基工程,通过一系列高渗压作用下的岩石渗流流变力学试验研究、渗流流变理论分析、力学模型的建立与数值模拟相结合的方法,揭示高渗压作用下岩石的流变力学规律和渗流力学规律。通过系列试验研究,明确高渗压对岩石长期强度和渗流流变变形规律的影响,建立高渗压下岩石长期强度确定方法;研究高渗压条件下岩石水流运动特征,建立高渗压下的渗流力学模型;通过岩石渗流流变变形破坏过程中的宏细观试验,揭示高渗压条件下岩石裂纹扩展演化及破坏机理,综合建立描述高渗压下岩石渗流流变非线性本构模型。研究工作有助于推动岩石渗流力学和流变力学理论以及岩石多场耦合理论的发展,进一步揭示高渗压下的岩石流变变形规律、非线性渗流模式和渗流规律;有助于发展合理、可靠、实用的渗流流变力学模型来进一步认识和理解高渗压作用下岩石流变变形和渗流特性。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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