基于渗流应力耦合岩体裂隙扩展规律分析

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1、万方数据万方数据论文审阅认定书研究生张文涛在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文，经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日万方数据万方数据致谢本文是导师浦海教授的悉心指导下完成的，从论文选题、理论分析、数值模拟计算到论文的写作、修改直至成文，每一环节都倾注了导师大量的心血与智慧。导师追求真理的执着信念、精益求精的工作作风、严谨求学的态度和

2、崇高质朴的品德风范，是我终身学习的榜样和楷模，将永远激励我在今后人生道路上不断进取。值此论文完成之际，向导师致以崇高的敬意和衷心的感谢。感谢力学与建筑工程学院力学系所有老师和研究生在我求学过程中给予的关怀和帮助，感谢茅献彪教授、白海波教授、陈占清教授、陈荣华教授、冯梅梅副教授、卢爱红副教授、吴宇副教授等老师在科研研讨活动中的悉心指导与帮助。正是你们的指导与帮助，才使我扩宽了知识面，加深了对科学研究的深刻理解。感谢师兄弟：陈家瑞博士、黄耀光博士、聂韬译博士、李兵博士、曹丽丽博士、李明博士、戎虎仁博士、仇

3、培涛硕士、邱艳勇硕士、肖成硕士等在论文撰写中给予的帮助。感谢父母的养育之恩以及多年来对我学业完成所付出的默默地支持。感谢所有帮助与给予关心的老师与师兄弟们。感谢论文所引用文献的作者。最后，感谢各位专家和学者在百忙之中对本论文的审阅，衷心希望得到您的指导与帮助。张文涛2014年5月万方数据万方数据摘要采矿工程研究对象包含大量裂隙岩体，其中富含的大量裂隙使其与其他均匀介质有着不同的力学特性。采动裂隙岩体主要受地下水渗流和围岩应力共同作用，因此研究裂隙岩体在渗流应力耦合状态下裂隙的萌生、扩展、贯通规律具有重

4、要意义。本文综合应用理论分析、数值模拟等手段，从渗透水压力与围岩侧压力两个影响因素系统研究了渗流应力耦合作用下裂隙岩体中裂隙的扩展规律，得到如下主要结论。（1）运用断裂力学与经典力学理论，推导了渗流应力耦合状态下裂隙岩体裂纹扩展长度公式；运用最大周向应力理论，推导了单条裂纹在受拉、纯剪切、拉剪应力及压剪应力状态下的起裂判据；并且推导了两共线裂隙、两不重叠裂隙以及两重叠裂隙在渗流应力耦合作用下裂纹的扩展强度。（2）运用扩展有限元建立了裂隙岩体试样模型，数值计算了裂隙岩体中单条裂隙和两裂隙在渗流应力耦合过

5、程中的扩展过程。分析了不同侧压力和水压力对单条裂隙扩展的影响，以及两裂隙在不同水压力下裂隙扩展的变化规律。（3）分析底板隔水层厚度及工作面长度两因素影响下隔水层的阻水能力，推导出底板突水极限水压值公式，并建立了相应的数值计算模型，模拟了底板在不同工作面长度及隔水层厚度时裂隙扩展过程，分析了隔水层阻水能力的基本规律。论文有图65幅，表6个，参考文献99篇。关键词：裂隙岩体；渗透水压力；扩展有限元；底板突水I万方数据万方数据AbstractMiningengineeringstudycontainsala

6、rgefracturedrock,Whichisrichinalargenumberofcracksitwithotherhomogeneousmediahavedifferentmechanicalproperties，Mainlyaffectedbymininggroundwaterflowinfracturedrockandrockstressjointaction.SoResearchthelawofcracksinitiation,propagationinfracturedrockunde

7、rcouplingseepageandstressstatehasimportantsignificance.Inthispaper,Comprehensiveapplicationoftheoreticalanalysisandnumericalsimulationmethodsandothermethodsbasedontheperspectiveofwaterpressureandlateralpressureactonfracturedrockandcrackpropagationinfrac

8、turedrock.,Systematicstudythelawofcrackpropagationofthefracturedrockunderstressandseepagecoupling.Themainresearchresultsareasfollows.(1)Basedonthetheoryoffracturemechanicsandclassicalmechanics,Derivedformulationoffracturedrockcra