基于CT實(shí)時觀測的水-巖力學(xué)耦合機(jī)理研究.pdf

1、應(yīng)力場、滲流場耦合系統(tǒng)是實(shí)際工程中經(jīng)常遇到的問題，因此，研究水－巖相互作用的力學(xué)機(jī)制和巖石內(nèi)部細(xì)觀損傷演化過程及其破裂模式，從細(xì)觀到宏觀兩方面揭示出水-巖相互作用的損傷擴(kuò)展機(jī)理，揭示巖石的細(xì)觀損傷過程及其破裂模式，揭示水—巖相互作用的內(nèi)在力學(xué)機(jī)制,是解決重大工程和地質(zhì)災(zāi)害防治的關(guān)鍵的基礎(chǔ)科學(xué)課題，具有重要的科學(xué)意義及應(yīng)用研究價值。 利用SIEMENS SOMATOM plus 型X射線螺旋CT機(jī)和中低壓多功能巖土滲流實(shí)驗(yàn)裝

2、置，以中等膠結(jié)程度、透水性較好的陜西銅川地區(qū)的砂巖為研究樣本，在三軸應(yīng)力狀態(tài)下，對砂巖試樣的應(yīng)力與滲流相互作用的損傷全過程進(jìn)行了三維實(shí)時CT動態(tài)觀測。 在第二章節(jié)里，對砂巖進(jìn)行了干燥狀態(tài)下的砂巖試樣的宏觀應(yīng)力應(yīng)變特性試驗(yàn)和不同滲透水壓力作用下的砂巖試樣的宏觀應(yīng)力應(yīng)變特性試驗(yàn)。提出了圍壓對試樣強(qiáng)度和變形的折減率與滲透水壓力對試樣強(qiáng)度和變形的折減率的基本概念及其數(shù)學(xué)表達(dá)式。 在第三章節(jié)里，對砂巖試樣進(jìn)行了

3、水—巖相互作用過程的三維實(shí)時CT觀測。對砂巖試樣進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)過程中密度變化的數(shù)學(xué)分析，導(dǎo)出了在滲流狀態(tài)下基于細(xì)觀分析的砂巖試樣密度損傷增量的數(shù)學(xué)表達(dá)式，研究分析了砂巖應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)與CT數(shù)變化的相關(guān)關(guān)系、圍壓對CT數(shù)變化的影響以及滲透水壓力與CT數(shù)變化的相關(guān)關(guān)系。 在第四章節(jié)里，進(jìn)行了基于細(xì)觀分析的砂巖隙寬寬度變化的數(shù)學(xué)分析。提出了砂巖裂隙隙寬變化與CT數(shù)變化的相關(guān)關(guān)系；提出了基于CT數(shù)值的變化求解砂巖試樣裂縫寬度的計(jì)算公式；提出了