膨胀性充填裂隙渗流应力耦合实验与数值模拟

天然条件下，岩体裂隙被充填的现象是屡见不鲜的。然而，目前国内外对充填裂隙渗流特性研究较少，尤其对膨胀性充填裂隙渗流应力特性极少开展探讨。本课题组前期研究发现，膨胀性充填介质的多重水力行为明显提高了裂隙渗透性，并对裂隙岩体的变形产生了重要影响，研究成果得到了工程实践的验证。本课题拟以前期研究为基础，以膨胀性充填介质复杂力学行为为切入点，运用地质调查、物理模拟、数值模拟、理论分析等综合研究方法，进一步查明膨胀性充填介质的力学变异性及其与多重因素间的定量表征关系；构建膨胀性充填裂隙水力耦合非线性本构方程；探讨充填裂隙的渗流规律，建立渗流理论体系与数值计算方法；进而研制有限元程序并结合现有软件，数值模拟和预测充填裂隙带渗流应力的非线性演化趋势。本课题的研究，不仅可为膨胀性充填裂隙岩体渗流、变形与稳定性问题提供科学依据，而且对岩石水力学理论发展以及环境灾害防治具有重要的理论意义和工程应用价值。