浅谈裂隙岩体渗流-应力耦合特性研究

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1、湖北工业大学硕士学位论文裂隙岩体渗流-应力耦合特性研究姓名：龚爱娥申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：胡其志20080501湖北工业大学硕士学位论文摘要地下水是影响岩体力学性质和岩石力学作用的重要因素之一。因为它在岩体力学性质形成上是一种易变因素，所以它的力学作用结果并不容易确定。据统计，超过90％的岩体工程的失事都与地下水的活动有关，故在岩体力学研究中必须充分重视岩体中渗流与应力的耦合效应。裂隙岩体渗流与应力耦合分析研究是岩体力学界一个很有意义但又十分复杂的课题，本文采用理论结合相关实验结果的手段进行研究分析：1．应用

2、砂岩在全应力．应变过程中渗透率的变化试验结果，建立了砂岩应力一应变与渗透率之间的定性定量关系。研究表明：砂岩在全应力．应变过程中，渗透率变化的总体规律是在弹性阶段渗透率随应力的增大而略有降低，进入弹塑性阶段后随着新生裂隙的扩展、贯穿，砂岩的渗透率先是缓慢增加然后急剧增大，在峰前或峰后达到极大值，残余流动阶段原有裂隙开始压密闭合，渗透率开始降低。2．为研究低渗透岩石的流固耦合渗流规律，对砂岩岩样进行了渗透与有效围压的实验研究。对实验结果分析表明：低渗透岩石渗流过程中存在明显的流固耦合效应：随着有效围压的增加，岩样的渗透率逐步下降

3、，当有效围压开始卸载，岩样的渗透率逐步得到恢复，但不能恢复到原始数据；低渗透岩石渗透率与有效围压之间的关系可以用一元二次多项式来描述：岩样渗透率变化的原因主要缘自在有效围压作用下岩石孔隙的变形特性。3．建立了考虑渗透压作用下等效连续裂隙岩体渗流场与应力场耦合分析的数学模型。并依据模型计算结果对岩体工程渗流应力耦合提出一些合理的建议。关键词：岩体力学，耦合，砂岩，渗流规律湖北工业大学硕士学位论文AbstractTheundergroundwaterisanimportantfactorwhichinfluencestheprop

4、ertyofRockmassMechanicsandRockMechanic．BecauseofthevariablefactorintheformofthepropertyofRockmassMechanics．Basedonthedate，therearemorethan90％disastersinGeotechnicalEngineeringcomefromtheactionofundergroundwater．Soweshouldpaymuchattentiontothemechanicaleffectsinthere

5、searchofGeotechnicalEngineering．Couplinganalysisresearchofse印ageandstressinfracturedrockmassesisaveryvaluedbutcomplicatedtaskfordiscussion．Sincerockseepagetheoriesareunderdevelopedasyet，atestingtechniqueiSusedtosimulatetheengineeringproblem．1．Byusingthetriaxialrockm

6、echanicsexperimentalsystem．testingstudyiSmadetoanalyzethechangeruleofpermeabilityduringthewholestress—strainprocessandtheporeratioandpermeabilityofsandstoneunderdifferentconfiningpressures，andthequalitativeandrelationshipiSestablishedamongstress—strainandporeratiope

7、rmeabilityofsandstone．ItiSshownthatduringthewholestress—strainprocess．thepermeabilityreducessli曲tlywiththeincreasedfracture，thepermeabilityoftherockincreasesslowlyatfirstandwhensharplyreachesthemaximumvaluebeforeorafterpeakpoint．andatresidualflowagestagetheexistentf

8、ractureiSpressedclosely,andthepermeabilitybeginsdecreasing．Theporeratioandpermeabilitydecreasealongwiththeaccretionofconfiningpressure，and