《水力耦合作用下岩石流變力學特性與滲透性試驗研究》是依託河海大學，由王偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：水力耦合作用下岩石流變力學特性與滲透性試驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王偉
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
岩體滲流和流變是水利水電岩石工程中經常遇到的兩大問題，與工程的安全和長期穩定性緊密相關。本項目以高壩壩基和地下洞室在長期滲流作用下的穩定性問題為工程背景，開展針對壩基或洞室岩體在水-力耦合作用下流變力學特性的試驗研究。通過一系列不同應力水平（包括圍壓、偏壓和滲透壓等）和不同應力路徑下的室內常規和流變試驗以及滲透性試驗，研究岩石的應力-滲流-流變的耦合作用機理和滲透性的變化規律，建立應力、應變和滲透係數之間的內在聯繫，並進一步藉助微觀試驗方法探討岩石在滲流作用下流變破壞的力學機理。在室內試驗成果的基礎上，運用孔隙介質力學和損傷力學理論，初步建立考慮流變損傷和滲透性演化的岩石水-力耦合流變模型。本項目的研究成果可進一步深化岩石水-力耦合和流變力學的試驗和理論研究，為大型岩石工程複雜條件下的長期穩定性分析和評價提供理論基礎。
結題摘要
本項目以高壩壩基和地下洞室在長期滲流作用下的穩定性問題為工程背景，開展針對壩基或洞室岩體在水-力耦合作用下流變力學特性的試驗研究。經過本項目3年持續不斷的深入研究，取得了如下成果： （1）研製和改造了考慮滲流應力耦合條件下的岩石三軸滲流流變力學實驗系統，完成了砂岩、花崗岩等脆性岩石水力耦合條件下的常規三軸試驗和三軸流變力學試驗，研究了滲透壓力對岩石應力應變關係及流變變形的影響規律，對岩石在應力應變過程中的及流變變形過程中的滲透性演化規律進行了探討，並通過電鏡掃描試驗和其他物理實驗分析了岩石流變變形破壞的微觀機理。 （2）基於唯象的損傷力學和孔隙介質力學理論，發展了可模擬岩石三階段流變特徵的流變損傷模型，並考慮孔隙水壓力的作用；提出了基於熱力學框架下的離散粘彈塑性模型和基於細觀力學的岩石損傷流變模型對砂岩的時效變形進行了較好的模擬，模型可進一步推廣到考慮孔隙水壓力的作用。 （3）在國內外學術交流方面：在基金的資助下去法國里爾科技大學裡爾力學國家實驗室、美國普渡大學進行了交流訪問，在訪問期間，與法國里爾科技大學邵建富教授、里爾中央理工大學Skoczylas教授分別就岩石時效力學的宏細觀力學模型以及岩石滲透性測試方法方面進行了合作研究和討論；參加了國內外本領域重要學術會議7次，如12次全國岩石力學與工程學術大會，基金委主辦的岩土力學與岩土工程國際研究熱點前沿青年科學家論壇，第四屆岩土工程安全與風險國際研討會等，並協辦和參加了兩次本專業領域的小型國際研討會，如岩土材料時效力學特性研究國際研討會和第一屆岩土力學與地下工程國際研討會，在這些會議上都作了關於本課題研究成果和進展的學術報告。 （4）本課題共發表見刊或錄用的論文總計20篇，其中SCI論文8篇，EI源刊論文6篇，ISTP論文1篇，其他論文5篇；負責人為第一作者發表的論文11篇，其中SCI論文4篇，EI論文5篇。已培養畢業碩士研究生4名，協助培養博士生2名；授權發明專利2項，申請發明專利3項。並獲得江蘇省科學技術二等獎1項，排名第4，水力發電科學技術獎一等獎1項，排名第6。 綜上，本課題在青年科學基金項目的資助下，圓滿完成了各項工作任務，取得了高質量的研究成果，達到了預期研究目標，完成的工作任務指標在各方面均超過了預期。
