水化學作用下結構面剪下-滲流-時間耦合機理研究

《水化學作用下結構面剪下-滲流-時間耦合機理研究》是依託山東大學，由喬麗苹擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：水化學作用下結構面剪下-滲流-時間耦合機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：喬麗苹
• 依託單位：山東大學

中文摘要

本項目以首個國家石油儲備庫地下水封洞庫工程為項目依託，通過開展不同水化學作用下花崗岩結構面剪下-滲流-時間耦合試驗，結合X衍射及三維雷射掃描技術，研究水化學作用下花崗岩結構面的基本力學特性、滲透特性、長期變形與強度特性。提出基於質量守恆方程和結構面表面形貌演化特徵的損傷張量表達式，研究蠕變過程中損傷張量與離子濃度、滲透壓力、法向應力、剪下應力和時間之間的關係。獲得水化學作用下結構面滲透特性、長期變形與強度特性演化機制。建立水化學作用下結構面剪下-滲流-時間耦合數值模型，並進行數值計算方法研究。最後，進行實際工程的數值仿真計算，對節理裂隙圍岩剪下強度特性、損傷演化、滲透特性、長期變形等特性進行分析，與現場監測數據進行對比分析，為工程提供理論指導。

結題摘要

本項目以岩體地下水化學效應及流固耦合特徵為研究內容，通過開展室內試驗、結合理論分析、數值模擬與現場監測等方法，系統地開展了以下研究：（1）、水化學效應下岩石蠕變試驗與本構模型研究；（2）、地下水封石油洞庫裂隙岩體疲勞特性及應力-滲流耦合特徵研究；（3）、地下水封石油洞庫地下水化學場演化特徵。通過研究，分析了不同水化學溶液對岩石蠕變特性的影響規律，提出了基於內變數的岩石蠕變本構模型；獲得了岩石疲勞力學特性及其基於內變數的疲勞力學模型； 揭示了應力-滲流耦合對地下水封石油洞庫水封性影響特徵；獲得了依託工程地下水化學場演化特徵，分析水化學環境對油庫的影響。研究成果套用於我國首個國家地下水封石油洞庫工程，取得了較好的效果。