层状岩体三轴压缩渗透试验及细观数值模拟

发布时间：2021-09-24 08:09

　　层状岩体在渗流环境下的力学特性和渗透特性对层状岩体设计、施工和稳定性起着关键作用。结构面各向异性特征、应力场与渗流场的耦合作用等诸多因素使得层状岩体渗流、变形及稳定分析变得异常复杂。为了研究渗透压-应力耦合条件下层状岩体应力-渗流协同演化规律,本文选取了不同结构面角度的含充填节理砂岩和天然层理砂岩开展了三轴压缩渗透试验,主要研究内容如下:针对含充填节理砂岩和天然层理砂岩,分别进行了围压20MPa,渗透压5MPa和围压10MPa,渗透压1MPa、5MPa、9MPa下的三轴渗流试验,获得了层状岩体应力应变曲线、破坏模式和渗透率等数据。宏观试验结果初步给出了层状岩体应力-渗流耦合特性对结构面方位和渗透压的敏感性分析,并为下一步细观数值模拟提供数据参照。以室内试验结果为依据建立PFC^2D数值模型,采用离散元应力-渗流耦合求解程序进行数值计算。模拟工作分为两部分开展,即含充填节理砂岩压缩渗透细观数值模拟和层理砂岩压缩渗透细观数值模拟。含充填节理砂岩压缩渗透细观数值模拟研究了不同充填节理角度下砂岩压缩渗透过程中应力应变特征、破坏模式和渗透率演化阶段性特征,并从细观机理解释了砂... 

【文章来源】：华侨大学福建省

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1层状岩体

渗透压-应力作用下围岩涌水现象

瞬态脉冲衰变曲线示意图

【参考文献】：
期刊论文
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[4]不同结构面倾角节理岩体三轴试验力学特性[J]. 刘明星,廖孟柯,刘恩龙,郑青松.  北京工业大学学报. 2018(03)
[5]石英砂岩力学特性及各向异性试验研究[J]. 彭剑文,曾飞涛,李长洪,苗胜军.  岩土力学. 2017(S1)
[6]一种基于Kozeny-Carmen方程改进的渗透率预测新方法[J]. 张恒荣,何胜林,吴进波,吴一雄,梁玉楠.  吉林大学学报(地球科学版). 2017(03)
[7]层理倾角对岩石力学与声发射特征的影响研究[J]. 孙清佩,张志镇,杜雷鸣,侯鹏,滕腾,尚晓吉.  金属矿山. 2017(02)
[8]贯通充填裂隙类岩石渗流特性试验研究[J]. 赵恺,王环玲,徐卫亚,夏季.  岩土工程学报. 2017(06)
[9]基于下落法的PFC3D岩土模型构建及应用[J]. 崔铁军,马云东,王来贵.  安全与环境学报. 2016(03)
[10]渗透压—应力耦合作用下煤体常规三轴试验的颗粒流模拟[J]. 王刚,王锐,武猛猛,王鹏飞,周煜明.  岩土力学. 2016(S1)

博士论文
[1]岩体渗流与应力分析的数值方法研究[D]. 殷德胜.武汉大学 2010
[2]裂隙岩体应力—损伤—渗流耦合理论、试验及工程应用研究[D]. 陈红江.中南大学 2010

硕士论文
[1]不同围压条件下砂岩渗透破坏试验与数值模拟研究[D]. 蒋圣群.青岛理工大学 2016
[2]基于离散元的裂隙岩体水沙渗流特性研究[D]. 邱艳勇.中国矿业大学 2015



本文编号：3407411