岩石渗流应力耦合流变力学实验及本构模型研究

应用岩石三轴渗流-流变力学试验系统开展渗流应力耦合作用下的岩石流变力学试验研究，研究岩石渗流应力耦合作用下的强度与变形特性及破坏机理，建立反映岩石应力应变和渗透演化规律的渗流应力耦合力学模型；分析不同渗压和渗流应力耦合作用对岩石流变特性的影响，建立反映岩石流变变形和渗透演化规律的渗流应力耦合力学模型；基于实验成果，建立渗流应力耦合作用下岩石长期强度和屈服准则表达式；基于非线性流变力学、损伤断裂力学、渗流力学及复合材料力学等理论，建立反映岩石流变损伤断裂过程和渗透非线性演化规律的渗流-应力耦合非线性流变本构模型。研究成果将有助于深化岩石渗流应力耦合理论与流变力学理论，有助于研究重大岩石工程的长期稳定性问题。

研究工作结合重大工程实践，以室内试验为基础，综合运用试验力学、损伤力学、断裂力学、渗流力学、流变力学和岩样SEM电镜扫描试验等理论与手段，研究了岩石渗流应力耦合作用下的强度与变形特性及破坏机理，建立了岩石应力应变和渗透演化规律的渗流应力耦合力学模型；分析了不同渗压和渗流应力耦合作用对岩石流变特性的影响，建立了反映岩石流变变形和渗透演化规律的渗流应力耦合力学模型；研发了岩石渗流-应力耦合流变力学试验测试技术，开展了碎裂岩渗流条件下三轴流变力学试验，开展了二长花岗岩渗流-应力耦合流变力学试验，研究了岩石长期流变过程中渗流演化规律试验，提出了基于岩石流变扩容破损应力的长期强度确定方法和基于岩石稳态流变速率交点和稳态流变速率切线的长期强度确定方法。建立了岩石黏弹塑性流变本构模型、石渗流应力耦合黏弹塑性流变模型和岩石渗流应力耦合流变损伤模型，开发了岩石渗流流变耦合的可视化分析系统。在锦屏一级水电站左岸高边坡长期稳定性分析和地下水封洞库长期稳定性分析中得到应用。