《滲流作用下岩石漸進損傷及蠕變行為的實驗研究》是依託東北大學，由劉洪磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：滲流作用下岩石漸進損傷及蠕變行為的實驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉洪磊
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
在採礦、水電等岩石工程中，高應力、高水頭滲流作用下由於圍岩的蠕變損傷及失穩破裂誘發的地質災害十分嚴重，研究流固耦合作用下岩石的蠕變損傷和失穩特徵是進行災害分析預測的理論基礎。該項目首先開展不同浸水時間的岩石單軸壓縮蠕變聲發射監測實驗，認識岩石損傷時效性規律及失穩破壞的基本特徵；其次，進行不同滲透壓力、圍壓等條件下的岩石蠕變損傷三軸實驗，研究滲透壓差對岩石長期強度影響的基本規律。基於流變、滲流等理論，以實驗數據為基礎，建立以體積應變率、AE信號等參數為變數的岩石蠕變損傷評價函式，並據此建立流固耦合條件下岩石長期強度的預測公式。最後，將蠕變損傷評價函式和岩石長期強度的預測公式嵌入到FLAC軟體，並套用於張馬屯鐵礦的工程實踐，對圍岩的長期強度和穩定性進行評價，通過跟蹤後續圍岩微震數據，對提出的理論關係進行修正和現場驗證。該研究對揭示流固耦合作用下深部岩體流變失穩機理提供理論和套用基礎。
結題摘要
項目主要是圍繞滲流條件岩石漸進損傷及流變行為機理開展研究，圍繞著計畫任務書制定的主要研究內容和關鍵科學問題，開展了不同浸水時間的岩石損傷圖像表征，提出一種非飽和砂岩試件的含水均勻性表征方法，並討論不同泡水時間對該砂岩單軸抗壓強度的影響；基於所建立的蠕變損傷模型，通過數值模擬研究單軸和三軸壓縮作用下綠砂岩蠕變損傷破壞過程。分析差應力對岩石蠕變應變和破壞時間的影響，再現蠕變過程中裂紋的萌生、擴展直至貫通的全過程。開展不同尺寸綠砂岩試樣單軸壓縮蠕變破壞數值模擬，分析長期強度的尺寸效應；利用Burgers體蠕變方程進行數值建模，建立了含水率與岩石蠕變參數之間的關係採用阻尼最小二乘法進行擬合和參數辨識，建立了考慮含水損傷效應的一維蠕變方程。相關的研究成果在濟鋼張馬屯鐵礦、招金集團夏甸金礦、小紀汗煤礦等相關礦山的深部岩體含水劣化機理研究及現場支護均提供了理論基礎。
