文档介绍：摘要裂隙岩体中存在着大量的裂隙,,难以反映渗流应力耦合过程中裂隙的萌生扩展过程,因此采用新的理论和方法来研究裂隙岩体渗流应力耦合特性,,揭示其在渗流应力耦合状态下裂隙的扩展萌生规律,探求裂隙岩体在渗流耦合状态下由于其裂隙的扩展贯通而导致破坏的机理,了解裂隙岩体失稳破坏的原因。对于提高岩土工程设计水平,评价工程安全性能等,均有重要的理论意义和工程实用价值。本文以颗粒流理论为基础,运用砑酉腹哿ρЫ嵌妊芯苛松黢詈过程中裂隙岩体中裂纹的扩展萌生规律,并以此为基础运用宏观断裂力学等理论推导了渗流耦合过程中裂纹的扩展萌生公式。然后将裂纹的扩展公式代入渗透系数表达式,作为渗流场应力场之间耦合的桥梁,:⒃擞没诳帕A骼砺鄣腜软件从细观上对裂隙岩体在无水渗流情况下裂纹的扩展进行了模拟,重点分析了不同几何位置以及加载方式下两裂纹的扩展机制。并和实际室内试验相比较,两者结果较接近,以此验证了砑拟裂隙扩展的可行性。同时分析了砑腹鄄问院旯凼匝榻峁挠跋臁⒋酉腹凵夏D饬肆严堆姨逯械ヌ跣绷盐圃谏饔α︸詈献刺碌睦┱构律,分析不同水压力和侧压力对单条斜裂纹的影响。然后重点对裂隙岩体中两裂纹的扩展机制进行了研究,着重分析不同水压力对两裂纹扩展模式的影响。同时通过工程实例,数值模拟了隧道开挖过程中有水压和无水压状态下,隧道周围裂纹扩展的规律。⒁缘诙阄;。擞枚狭蚜ρУ群旯哿ρЮ砺郏频剂搜姨逯辛盐频扩展贯通的理论公式,得出裂纹在渗流耦合下的裂纹扩展长度公式,并代入渗透系数与裂纹长度的关系式,以该公式作为渗流场和应力场之间的耦合桥梁,提出本文的裂隙岩体渗流应力耦合的数学模型,并提出了宏观数值实现方案。关键词:裂隙岩体,渗流应力耦合,颗粒流理论,裂纹扩展
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第滦髀选题背景和研究意义体的渗流一应力祸合作用。裂隙岩体是不连续、多相、各向异性的材料,它与其他材料的重大差别是受结构面纵横切割、具有一定结构面的多裂隙体。因而形成了它复杂的力学特性和渗透特性。裂隙岩体中存在的大量孔隙和裂隙,这些缺陷不但大大地改变了岩体的物理、化学性质,而且也严重影响着岩体的渗透特性。一方面地下水给裂隙岩体施加动水压力和静水压力,改变岩体的应力状态,从而引起岩体物理力学性质的改变。另一方面围岩应力作用与岩体裂隙,使裂隙发生变形,改变水流的运移通道,。裂隙岩体介质中的渗透水压力与岩体中节理裂隙的相互作用,一改变其应力状态,导致原裂纹扩展或新生裂纹的扩展是引起这类岩体介质失稳破坏的重要原因。因此众多岩土工程中都必须了解裂隙岩体中渗流耦合的规律,关于裂隙岩体的力学特性及其水力学特性是目前研究的热门课题。据统计跹迩洌,%以上的岩体边坡破坏和地下水渗透力有关,%的矿井事故与地下水作用有关,%%的水电工程大坝失事是由渗透作用引起对的。此外隧道开挖、地下核废料存储、油气开发等都涉及到岩体应力、工程干扰力和地下水渗透力的相互作用及其耦合问题。随着经济的发展,愈来愈多的土木工程建立在岩体之上或岩体之中,因此对工程安全起重要作用的裂隙岩体地下水渗流应力耦合问题就成为迫切需要解决的问题。为此。国家自然科学基金委员会在‘自然科学发展战略报告》中指出“岩体水力学髁ρ要着重研究裂隙岩体的渗流特性与规律、裂隙岩体渗流的概化模型、渗流力与岩体应力的耦合分析”。国家自然科学基金委在国家自然科学基金