《軟岩水-力耦合的流變損傷多尺度力學試驗系統》是依託中山大學，由周翠英擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：軟岩水-力耦合的流變損傷多尺度力學試驗系統
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：周翠英
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
大型科學儀器設備的研製是工程地質學科領域中特別值得關注的前沿基礎性課題，也是重大工程災害研究的迫切需求。其瓶頸問題是缺乏能模擬工程實際環境條件的大型室內試驗設備，同時，缺乏對試驗全過程的精確跟蹤與多尺度量測技術。為此，本項目擬針對重大工程災害機理與控制問題，研製一套軟岩水-力耦合的流變損傷多尺度力學試驗系統，重點包括：（1）研製模擬工程軟岩賦存水環境與壓力環境的全通透高壓動/靜水壓力室與多元同步三軸載入系統；（2）開發軟岩在高圍壓水溶液等條件下變形破壞全過程多尺度量測、精確跟蹤的光纖感測實時量測系統，研製內外流變損傷多尺度三維成像系統；（3）開發多元異構量測數據同步快速處置系統。通過集成與智慧型最佳化設計，研製樣機，初步套用。從而實現軟岩流變試驗原理與手段的創新，填補軟岩大型流變損傷試驗設備的空白，從根本上提升軟岩力學試驗水平，為重大工程災害控防提供全新研究手段和關鍵性技術裝備支持。
結題摘要
大型科學儀器設備研製是工程地質學科領域中特別值得關注的前沿基礎性課題，也是重大工程災害研究的迫切需求。工程軟岩在水作用下的強度喪失是許多重大工程災害發生的根本原因之所在。而以往關於這一現象的研究，除了科學假說、條件簡化與理論解析外，更多的是採用數值模擬；而最能直接反應岩石在賦存水溶液環境中變形破壞全過程的基礎試驗研究，主要體現在對現有試驗手段的改進和針對脆性岩石的小尺度試驗設備研製上。由於缺乏能模擬工程實際環境條件的大型室內試驗設備及缺乏對試驗全過程的精確跟蹤與多尺度量測技術，嚴重製約了軟岩軟化機制等的研究。因此，本項目根據力學與智慧型最佳化設計控制原理，採用新型功能材料、現代光學與信息技術、智慧型化設計技術、協同集成技術等，設計並研製了一套軟岩水-力耦合的流變損傷多尺度力學試驗系統，模擬重現工程軟岩在賦存水環境條件下流變損傷全過程。系統包括五部分：（1）可模擬工程軟岩賦存水環境與壓力環境的全通透高壓動/靜水壓力室；（2）可同時對四套壓力室進行載入控制的多元同步三軸載入系統；（3）可在水溶液及其它工作液體條件下，多尺度量測與精確跟蹤軟岩變形破壞全過程的高圍壓光纖感測實時量測系統；（4）可對軟岩內外損傷演化同步觀察的內外流變損傷多尺度三維成像系統；（5）可同時實時處理大量圖像、參數與模式變換的多元異構量測數據同步快速處置系統。據此，基於遞進式衝突檢測和消解技術，對上述五項硬體、軟體進行集成與智慧型最佳化設計；引入協同設計思想，開發系統智慧型控制模組，實現操作模式變換、多尺度觀測調整等系統運行的智慧型化操作，研製成了樣機，並初步套用於軟岩力學試驗與測試。該系統可模擬再現高壓動/靜水及其它工作液體環境條件下軟岩水-應力耦合軟化破壞全過程，同一時段內開展多種不同溶液、不同壓力、不同流變階段的軟岩流變損傷試驗，實現高精度無損量測與多尺度觀測，提高多元異構量測數據的處置速度與操作的便捷性，填補軟岩-水溶液環境作用下大型流變損傷試驗設備研究的空白，擁有自主智慧財產權，從根本上提升軟岩力學試驗水平，推進軟化機制研究進程，為滑坡、塌方等重大工程災害控防提供全新的研究手段和關鍵性裝備支持，可廣泛套用於水利、交通、市政、礦業、人防、軍工等領域。研究申請發明專利22項，其中授權5項；申請國家軟體著作權5項，獲得4項；發表論文21篇，其中SCI、EI已收錄13篇。培養博士後4名、博士生8名、碩生14名。
