深部软岩流变理论与高分子材料相似模拟研究

研究深部软岩体在高温度、高应力和水多场耦合下的流变理论及相互作用机理；揭示深层岩体在多场耦合作用下的流变点、流变行为的力学过程、流变特性、流变速度及其变形破坏的物理力学本质；研究高分子材料与深部软岩材料流变力学行为的相似规律和类比理论；采用高分子材料作为深部软岩体的相似材料进行模拟试验研究。研究深层岩体在多场耦合作用下巷道支护载荷的确定方法，支护与岩体不耦合力学属性和耦合支护方法；深部软岩体流变速度和流变量的控制技术；研究流变力学过程的虚拟仿真技术，反分析预测深部软岩体力学行为的变化。建立大深度高应力、高温度和含水条件下软岩体流变变形与软岩体应力差和孔隙压力的关系；研究深矿开采大变形软岩巷道围岩变形规律，开采与支护的时空关系，软岩巷道稳定性的控制，为深部开采支护的设计和维护提供理论指导，对解决深部开采关键科技问题有重大的理论和应用价值。

研究了深部软岩体在高温度、高应力和水多场耦合下的流变理论及相互作用机理；揭示了深层岩体在多场耦合作用下的流变点、流变行为的力学过程、流变特性、流变速度及其变形破坏的物理力学本质；研究了高分子材料与深部软岩材料流变力学行为的相似规律和类比理论，推演出了相似理论；采用高分子材料作为深部软岩体的相似材料进行模拟试验研究。利用胶乳水泥作为高分子相似材料模拟深部软岩，并进行蠕变试验研究，得出胶乳水泥作为软岩相似材料是可行的，制作简单方便，经济可靠。通过模型蠕变分析并与软岩的蠕变特性对比，胶乳水泥具有软岩蠕变的类似规律，并发表了相关学术论文。研究了深层岩体在多场耦合作用下巷道支护载荷的确定方法，支护与岩体不耦合力学属性和耦合支护方法；深部软岩体流变速度和流变量的控制技术；研究了流变力学过程的虚拟仿真技术，利用有限元ANSYS模拟深部软岩在复杂地下环境下的蠕变特征，分析环境的各个因素对蠕变特性的影响，分析出了影响的主、次因素，为深部工程提供了具有实际意义的理论依据，并发表了相关学术论文，得到了专家的认可。反分析预测深部软岩体力学行为的变化。为使得项目顺利进展并解决资金的不足的问题，创新的设计出高温高压三轴环境试验箱。使其与大学普通材料力学实验机共同工作来完成深部软岩多场耦合作用下的蠕变试验研究，即解决了资金不足的问题，又体现了一机多用。. 建立了大深度高应力、高温度和含水条件下软岩体流变变形与软岩体应力差和孔隙压力的关系；研究了深矿开采大变形软岩巷道围岩变形规律，开采与支护的时空关系，软岩巷道稳定性的控制，为深部开采支护的设计和维护提供理论指导，对解决深部开采关键科技问题有重大的理论和应用价值。该项目按计划进展顺利，并已取得良好的成果，在国内核心期刊如煤炭学报等重要期刊上和重要国际会议上发表学术论文16篇，多次应国内外会议或大学邀请作学术报告，收到良好效果。