裂隙巖體滲流應力耦合狀態(tài)下裂紋擴展機制及其模型研究.pdf

1、裂隙巖體中存在著大量的裂隙，這些裂隙的存在形成了它不同于其它均勻介質的復雜的力學特性和滲流特性。運用傳統(tǒng)的滲流理論來分析巖體裂隙中水的滲流，難以反映滲流應力耦合過程中裂隙的萌生擴展過程，因此采用新的理論和方法來研究裂隙巖體滲流應力耦合特性，已成為巖石水力學研究中的熱點和難點之一。 研究裂隙巖體的滲流耦合過程，揭示其在滲流應力耦合狀態(tài)下裂隙的擴展萌生規(guī)律，探求裂隙巖體在滲流耦合狀態(tài)下由于其裂隙的擴展貫通而導致破壞的機理，了解裂隙巖

2、體失穩(wěn)破壞的原因。對于提高巖土工程設計水平，評價工程安全性能等，均有重要的理論意義和工程實用價值。 本文以顆粒流理論為基礎，運用PFC軟件從細觀力學角度研究了滲流耦合過程中裂隙巖體中裂紋的擴展萌生規(guī)律，并以此為基礎運用宏觀斷裂力學等理論推導了滲流耦合過程中裂紋的擴展萌生公式。然后將裂紋的擴展公式代入滲透系數表達式，作為滲流場應力場之間耦合的橋梁，建立裂隙巖體的滲流應力耦合數學計算模型。主要工作如下： 1、運用基于顆粒流理

3、論的PFC軟件從細觀上對裂隙巖體在無水滲流情況下裂紋的擴展進行了模擬，重點分析了不同幾何位置以及加載方式下兩裂紋的擴展機制。并和實際室內試驗相比較，兩者結果較接近，以此驗證了PFC軟件模擬裂隙擴展的可行性。同時分析了PFC軟件細觀參數對宏觀試驗結果的影響。 2、從細觀上模擬了裂隙巖體中單條斜裂紋在滲流應力耦合狀態(tài)下的擴展規(guī)律，分析不同水壓力和側壓力對單條斜裂紋的影響。然后重點對裂隙巖體中兩裂紋的擴展機制進行了研究，著重分析不同水