THM耦合过程中深埋岩石裂纹扩展演化规律与裂纹三维重构理论研究

基本信息
批准号:51878249
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:朱珍德
学科分类:
依托单位:河海大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:阮怀宁,倪骁慧,罗志华,王震,田源,朱姝,陈会官,艾涛
关键词:
裂纹三维重构透明岩石THM耦合过程预制裂纹裂纹演化
结项摘要

THM coupling mechanism and process control of deep-buried rock is a challenging frontier research subject in international rock mechanics field. Based on Modern non-continuum mechanics, fracture mechanics, damage mechanics and thermodynamic principle, the subject mainly study the crack growth mechanism and the deformation and failure law of rock in THM coupling process and does double field, THM coupling stress-strain test of natural and artificial pre-cracked transparent rock by advanced test systems such as the rock mechanics servo-control testing system, rock acoustic emission tester, scanning electron microscopy experiments instrument, digital photographic measurement instrument and so on, quantitatively describing the damage evolution law of the initiation, propagation, linking each other and failure of crack with the digital image processing technology, exploring the influence of the mesoscopic structure and crack spatial distribution on rock strength, deformation parameters and crack propagation mechanism, reconstructing crack three-dimensional evolution morphology based on stereo vision method and revealing permeability character evolution law of the fractured rock mass in the THM induced damage coupling process. On this basis, a constitutive model can be built, which can describe the failure characteristics of deep-buried fracture rock in the THM coupling process and deformation and failure characteristics can be researched by numerical simulation method in order to predict the safety of deep underground rock engineering in complex environment. The research results have the important theoretical significance for improving the prediction of instability and failure of deep underground engineering in the complex environment.

深埋岩体THM耦合机理与过程控制是国际岩石力学与工程领域极富挑战性的前沿研究课题。本项目以现代非连续介质力学、断裂力学、损伤力学和热力学原理为基础,以THM耦合过程中岩石裂纹扩展机理与变形破坏规律为研究主线,采用岩石力学伺服实验机、声发射测试仪、扫描电镜实验仪、数字照相量测仪等测试系统,对天然和人工预制裂纹透明岩石试件进行双场、THM耦合全过程应力应变试验,用数字图像处理技术定量描述岩石微裂纹萌生、成核、扩展、贯通至破坏损伤演化规律,探寻岩石细观结构、裂隙空间展布对岩石强度和变形参数以及裂纹扩展机理的影响,基于立体视觉方法重构裂纹三维演化形态从而揭示THM耦合诱发损伤过程中裂隙岩体的渗透特性演化规律,建立THM耦合作用下深埋裂隙岩石破坏特性的本构模型,并对THM耦合过程中岩石变形破坏特征进行数值动态模拟研究。研究成果对于促进深部地下工程失稳破坏的预测具有重要的理论指导意义。

项目摘要

深埋岩体THM耦合机理与过程控制是国际岩石力学与工程领域极富挑战性的前沿研究课题。本项目以现代非连续介质力学、断裂力学、损伤力学和热力学原理为基础,以THM耦合过程中岩石裂纹扩展机理与变形破坏规律为研究主线,采用岩石力学伺服实验机、声发射测试仪、扫描电镜实验仪、数字照相量测仪等测试系统,对天然和人工预制裂纹透明岩石试件进行双场、THM耦合全过程应力应变试验,用数字图像处理技术定量描述岩石微裂纹萌生、成核、扩展、贯通至破坏损伤演化规律,探寻岩石细观结构、裂隙空间展布对岩石强度和变形参数以及裂纹扩展机理的影响,基于立体视觉方法重构裂纹三维演化形态从而揭示THM耦合诱发损伤过程中裂隙岩体的渗透特性演化规律,建立THM耦合作用下深埋裂隙岩石破坏特性的本构模型,并对THM耦合过程中岩石变形破坏特征进行数值动态模拟研究。研究成果对于促进深部地下工程失稳破坏的预测具有重要的理论指导意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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