高水压、高应力下岩石卸荷损伤变形特性研究及其参数反演

以西部大岗山水电站实际工程为项目依托，通过开展一系列高水压、高应力下岩石室内卸荷试验、常规三轴压缩试验、特定应力路径下的岩石流变试验，对高水压、高应力下岩石卸荷损伤变形特征和流变变形特征进行研究，建立以岩石卸荷破坏强度准则为基础，考虑力学变形强度参数损伤劣化效应和横向变形作用的卸荷本构方程；建立考虑开挖卸荷过程对岩石长期变形特性产生影响的三维流变本构方程。然后通过现场监测位移，对卸荷本构模型和流变本构模型中的力学变形强度参数、流变力学参数展开参数反分析研究，反演出符合现场位移监测信息的参数值。最后将本项目中的理论研究成果与数值计算软件ABAQUS集成，模拟示范工程中大型地下洞室群的开挖，分析围岩长期稳定性，提出开挖卸荷损伤扩容区和蠕变演化区，为实际工程施工支护设计提供理论指导。

该课题结合选定的示范工程-大渡河大岗山水电站地下厂房开挖区所处的工程地质环境特征，通过开展岩石室内三轴压缩试验、结构面抗剪切试验、及其参数反演方法研究，研究高地应力条件下岩石的变形特征、时效变形特征，建立岩体的三维非线性本构模型及其破裂准则，主要的研究要点包括如下几个方面：.① 开展岩体常规单三轴压缩试验、高应力下岩体卸荷试验等，研究高应力下岩块内部损伤演化直至宏观断裂的细观机理，研究卸荷过程中岩石的破坏形式和强度特性，重点研究岩石的不可逆应变与卸荷之间的关系、岩石卸荷损伤演化与卸荷之间的关系，建立高应力条件下的卸荷岩体本构方程。.② 针对深部岩石力学特性研究需要，开展高地应力条件下岩石结构面抗剪试验，研究深部岩体结构面内摩擦角、剪胀角、粘结力以及高围压条件下岩石变形、强度特征等。.③ 通过开展卸荷岩体结构面流变试验，建立三维岩体卸荷流变本构方程，分析开挖后围岩体长期稳定性。.④ 针对岩土工程中非线性反演问题的研究现状，开展非线性反演方法的研究，试图寻求一组高效性的非线性反演分析法。