裂隙岩体渗流‐损伤‐断裂耦合分析与工程应用

详细信息   

• 责任者：赵延林^c湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室^d1975^e博士硕^f讲师 ; 王卫军 ; 黄永恒^c中南大学 ; 曹平 ; 万文
• 刊名：岩土工程学报
• 出版年：2010
• 卷期：32^b1总207
• 关键词：裂隙岩体20^aFLAC^3D< ; sup> ; 耦合作用 ; 渗流 ; 断裂力学 ; 裂隙 ; 渗透性 ; 数学模型 ; 应用 ; 损伤力学
• 页码：24～32
• 索书号：P473.066/357
• 图表：^c表2参17插图
• 分类号：1600
• 文摘期号：2011/01

摘要

综合运用岩体结构力学、几何损伤力学及岩石流体力学理论，建立裂隙岩体渗流‐损伤‐断裂耦合数学模型(扩展FLAC^3D模型)，在FLAC现有计算模块的基础上，通过Fish研制了其分析程序。该模型的耦合机理:渗透水力梯度作为渗透体积力作用于损伤应力计算单元，裂隙渗透压作为面力作用于裂纹张开部分引起断续岩石裂纹的起裂，扩展导致岩体损伤演化；岩体裂纹的扩展引起岩体渗透系数的增加，导致渗流场的改变。对一复杂裂隙岸坡蓄水加载过程进行渗流‐损伤‐断裂耦合分析，得到不同蓄水时期，裂隙岸坡渗流场分布、损伤场的演化，初步探讨了水库蓄水过程中岸坡山体变形机制。耦合分析认为:山体变形是增量渗透力和增量浮托力共同作用于岸坡的结果；对蓄水相对高程较大的裂隙岸坡而言，库水位上升，裂隙渗透水压增加导致岩体裂纹起裂扩展，岩体损伤区增大且向岸坡深部扩展。高渗透压诱发岸坡不利断层带损伤区扩展，甚至贯通，可能是导致岸坡失稳的重要原因。