巖石材料裂紋演化機(jī)理及非連續(xù)數(shù)值方法研究
開展巖石裂紋擴(kuò)展與連接機(jī)理的研究,對于預(yù)測巖 石(體)工程的失穩(wěn)破壞以及提高油氣產(chǎn)量與效率具有重要的理論意義和應(yīng)用價 值。主要取得的科學(xué)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)如下:(1) 在試驗研究方面,研發(fā)了適用于裂隙巖石的高精度數(shù)字量測技術(shù),發(fā) 現(xiàn)了非連續(xù)巖石材料中的裂紋擴(kuò)展與連接規(guī)律,建立了非連續(xù)巖石材料應(yīng)力跌落 與裂紋演化規(guī)律之間的聯(lián)系,揭示了巖石材料中的裂紋演化規(guī)律,為理論和數(shù)值 研究裂紋演化規(guī)律提供了技術(shù)支撐。(2) 在理論研究方面,利用內(nèi)變量熱力學(xué)理論和偽力法,揭示了裂隙巖體 的損傷局部化機(jī)理,建立了巖石(體)損傷局部化分叉模型;基于斷裂力學(xué)原理, 提出了巖石(體)的非線性強(qiáng)度準(zhǔn)則,為開展復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下裂紋演化過程的數(shù) 值模擬奠定了理論基礎(chǔ)。(3) 在數(shù)值方法方面,提出了連續(xù)-非連續(xù)數(shù)值模擬方法,編制了廣義粒子 動力學(xué)多線程高效并行計算程序,成功實(shí)現(xiàn)了二維和三維裂紋演化過程的數(shù)值模 擬,揭示了復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下裂紋演化的細(xì)觀機(jī)理,為巖體工程穩(wěn)定性分析提供了 計算平臺。(4) 在工程應(yīng)用方面,實(shí)現(xiàn)了錦屏I級水電站深埋地下洞室非連續(xù)圍巖損 傷破壞過程的數(shù)值模擬,結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù),闡釋了地下洞室非連續(xù)圍巖的破裂 發(fā)展規(guī)律,揭示了深埋地下洞室圍巖的損傷失穩(wěn)機(jī)制。
重慶大學(xué)
2021-04-11