巖石材料裂紋演化機理及非連續(xù)數值方法研究
開展巖石裂紋擴展與連接機理的研究,對于預測巖 石(體)工程的失穩(wěn)破壞以及提高油氣產量與效率具有重要的理論意義和應用價 值。主要取得的科學發(fā)現點如下:(1) 在試驗研究方面,研發(fā)了適用于裂隙巖石的高精度數字量測技術,發(fā) 現了非連續(xù)巖石材料中的裂紋擴展與連接規(guī)律,建立了非連續(xù)巖石材料應力跌落 與裂紋演化規(guī)律之間的聯系,揭示了巖石材料中的裂紋演化規(guī)律,為理論和數值 研究裂紋演化規(guī)律提供了技術支撐。(2) 在理論研究方面,利用內變量熱力學理論和偽力法,揭示了裂隙巖體 的損傷局部化機理,建立了巖石(體)損傷局部化分叉模型;基于斷裂力學原理, 提出了巖石(體)的非線性強度準則,為開展復雜應力狀態(tài)下裂紋演化過程的數 值模擬奠定了理論基礎。(3) 在數值方法方面,提出了連續(xù)-非連續(xù)數值模擬方法,編制了廣義粒子 動力學多線程高效并行計算程序,成功實現了二維和三維裂紋演化過程的數值模 擬,揭示了復雜應力狀態(tài)下裂紋演化的細觀機理,為巖體工程穩(wěn)定性分析提供了 計算平臺。(4) 在工程應用方面,實現了錦屏I級水電站深埋地下洞室非連續(xù)圍巖損 傷破壞過程的數值模擬,結合現場監(jiān)測數據,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)機制。
重慶大學
2021-04-11