乾濕循環作用下岩石累積損傷機理研究

《乾濕循環作用下岩石累積損傷機理研究》是依託重慶大學,由傅晏擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

  • 中文名:乾濕循環作用下岩石累積損傷機理研究
  • 項目類別:青年科學基金項目
  • 項目負責人:傅晏
  • 依託單位:重慶大學
中文摘要,結題摘要,

中文摘要

水-岩相互作用作為岩土工程相關學科研究的前沿領域,是工程岩土體穩定研究的重要內容,而乾濕循環過程是水-岩相互作用的重要組成。乾濕循環過程中,岩石改變了水的賦存狀態,同時自身也受到水的反覆侵蝕。乾濕循環作用將造成岩土體岩性劣化,進而影響其強度和變形,並對岩土工程的穩定性和耐久性產生重要影響。因此,通過室內岩石的乾濕循環試驗,分析岩石微觀結構組成、礦物成分、基本物理參數、水理性參數、力學參數等的變化規律,並建立相應的累積損傷模型,對於揭示乾濕循環作用下岩石劣化機理具有重大意義,同時為庫區消落帶內岩石的風化特徵、庫岸崩滑演化模式等方面研究提供有力的理論基礎,也有利於促進水-岩相互作用理論和環境岩土工程的發展。

結題摘要

水對岩體具有化學、物理和力學的作用,水-岩相互作用問題是岩土工程(邊坡、危岩、壩基、文物保護等)基礎性研究課題之一,而乾濕循環過程是水-岩相互作用的重要組成部分。本項目在充分借鑑前人研究成果的基礎上,採用實驗室“烘乾-飽水-烘乾”過程來近似模擬三峽庫區消落帶典型岩石受庫區水位反覆升降的影響,通過室內試驗、理論分析及數值計算相結合的方法,進一步對不同乾濕循環作用下的岩石累積劣化機理進行了較為深入的研究,推導了乾濕循環作用下岩石的累積彈塑性損傷本構模型;並基於化學熱力學、化學動力學理論,結合酸鹼環境乾濕循環作用下的力學與微細觀試驗,提出了砂岩孔隙度演化理論及演化規律。通過理論推導和數值模擬研究了岩石巨觀力學參數與細觀力學參數(PFC顆粒-粘結模型)之間的關係,結合岩石斷裂力學試驗,進一步解釋了細觀力學參數的物理意義。對於揭示乾濕循環作用下岩石劣化機理具有較大意義,同時為庫區消落帶內岩石的風化特徵、庫岸崩滑演化模式等方面研究提供有力的理論基礎,也有利於促進水-岩相互作用理論和環境岩土工程的發展。
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