裂隙岩体渗流/应力应变耦合特性的数值试验与建模

考虑裂隙分布的随机特性，在三维统计窗内形成随机离散裂隙网络（DFN）样本系列；对每个离散裂隙网络样本，抽取多尺度多方位的裂隙岩体数值试件系列，进行渗流/应力应变耦合数值试验；根据试验结果评估该离散裂隙网络样本的渗透张量和弹性张量及对应的REV；基于所有DFN样本的结果进行统计分析，得到统计意义上的渗透张量和弹性张量及对应的REV尺度；用神经网络方法建立渗透张量和弹性张量及对应的REV尺度与试件承受坡降（渗压）和应力的相关关系完成数值建模；数值建模嵌入结构分析计算程序，形成渗流/应力应变耦合分析的软件系统；最后，利用依托工程实现现场实测验证研究，为理论研究的深入发展提供线索和依据。本研究成果可用于裂隙岩体的渗流/应力应变耦合分析和破坏全程仿真模拟及安全度评价,对岩石力学的理论研究和工程设计方法研究有较大推动作用，在我国水利水电工程的建设中有较大应用前景。

本项目考虑裂隙分布的随机特性，在三维统计窗内形成随机离散裂隙网络（DFN）样本系列；对每个离散裂隙网络样本，抽取多尺度多方位的裂隙岩体数值试件系列，进行渗流/应力应变耦合数值试验；根据试验结果评估该离散裂隙网络样本的渗透张量和弹性张量及对应的REV；基于所有DFN样本的结果进行统计分析，得到统计意义上的渗透张量和弹性张量及对应的REV尺度；用神经网络方法建立渗透张量和弹性张量及对应的REV尺度与试件承受坡降（渗压）和应力的相关关系完成数值建模；数值建模嵌入结构分析计算程序，形成渗流/应力应变耦合分析的软件系统；为了考虑温度、锚固、开裂、开挖松弛等对渗流/应力应变有重要影响，进行了相应的扩展研究；最后，利用依托工程实现现场实测验证研究，为理论研究的深入发展提供线索和依据。本研究成果可用于裂隙岩体的渗流/应力应变耦合分析和破坏全程仿真模拟及安全度评价,对岩石力学的理论研究和工程设计方法研究有较大推动作用，在我国水利水电工程的建设中有较大应用前景。