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开展高地应力高渗透压条件下裂隙岩体的现场与室内强度、流变和渗流试验,研究深部裂隙岩体的变形机理与破坏准则、渗透特性及水力耦合机理,建立反映深部地质环境与工程扰动效应的岩体水力耦合模型与分析方法;研究深部岩体的流变变形规律,建立高地应力高渗透压条件下裂隙岩体的流变模型与分析方法;研究深部工程岩体开挖过程的变形与渗流控制机理,提出深部岩体渗流和变形控制安全判据,为锦屏一级、二级水电站地下洞室群和引水隧洞等高地应力高渗透压条件下裂隙岩体的渗流和变形控制提供理论依据。研究成果在西部水电开发、核废料地质深层处置、深部采矿和石油开采等领域具有广阔的工程应用前景。 2100433B
批准号 |
50639100 |
项目名称 |
深部岩体的工程特性研究 |
项目类别 |
联合基金项目 |
申请代码 |
E0905 |
项目负责人 |
谢和平 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
四川大学 |
研究期限 |
2007-01-01 至 2010-12-31 |
支持经费 |
140(万元) |
土的工程性质是在设计和建造各种工程建筑物时所必须掌握的天然土体或填筑土料的工程特性。不同类别的工程,对土的物理和力学性质的研究重点和深度都各自不同。对沉降限制严格的建筑物,需要详细掌握土和土层的压缩固...
与工程有关的性质如:土的压缩性,固结度,粒径级配和压密击实性等,还有特殊土的独特的工程性质。
深部岩体块系介质变形与运动特性研究
深部岩体块系介质变形与运动特性研究——通过对残留应力的研究表明:其大小不仅仅由变形的增降确定,也由所考察的构造集合体单独区段的变形模量的差值所确定。在具有构造等级的深部岩体介质的变形过程中,储能及返还性状与介质变形的摩擦系数有主要的关系。利用...
岩体工程特性研究中弹性波速参数取值方法探讨
工程岩体的各向异性特征导致了弹性波速的各向异性。因此,在岩体工程特性研究、岩体质量评价等方面,应注意合理地应用岩体弹性波速资料。笔者分析了岩体波速的各向异性特征,并指出:由于波速各向异性的存在,在岩体完整性系数计算中,岩体波速应取不同方向波速的几何平均值。当利用文中所给公式进行岩体孔隙率计算时,建议波速取最小值;在进行节理、裂隙发育的优势方向判断时,则取不同方向的波速值分别进行计算;当计算弹性模量时,必须取与岩体受力方向相一致的波速值。并给出了利用波速进行有关参数计算的实例。
以锦屏一、二级水电站存在的工程问题为背景,针对深部岩体长期处于三高一扰动复杂地质力学的赋存环境,拟采用现场地震勘探、深部地应力测量、超声地震模型试验、数值模拟实验、智能反演等手段,通过地学、力学、工程科学的交叉综合分析,研究深部岩体分区和地应力分布规律等基础科学问题。研究内容有:(1)多波多分量地震勘探深部岩体地质构造技术研究;(2)深部地应力声波测量方法研究;(3)深部地应力演化元胞自动机反 2100433B
本项目通过总结和分析深部岩体地应力和裂隙水赋存规律,特别是深部岩体开挖扰动产生的二次应力场及卸载特点,结合深部岩体裂隙的空间几何分布特点,在宏细观尺度下研究深部岩石、岩体结构面在高围压、高渗透水压联合作用下的加卸载变形性质与渗透特性,通过扫描电镜对岩体裂隙在复杂应力路径下的起裂、扩展和贯通机制进行微细观分析,分析研究单一岩体结构面在深部地质环境下的扩展变形与渗透特性,研究高围压、高水压作用下深部岩体多裂隙的相互作用及对岩体结构面断裂扩展、变形性质与渗透特性的影响,在此基础上,建立深部裂隙岩体的应力场、渗透场、损伤场相耦合的力学模型,并进行深部岩体工程的稳定性评价以及所引起的地质灾害的预测预防。本项目的研究工作对推动深部裂隙岩体力学学科的发展有着重要的理论意义,也是我国深部能源和深层空间开发利用工程建没中迫切需要解决的重大工程关键技术问题,其研究成果具有十分广泛的应用前景。
前言
第1章 绪论
1.1 深部资源开发是人类的必然选择
1.2 深部岩体力学研究现状
1.3 深部岩体力学研究的内容
1.4 拟解决的关键科学问题
参考文献
第2章 深部岩体力学的概念体系
2.1 深部的科学现象
2.2 深部工程灾害的成因
2.3 深部的分区及其特征
2.4 深部的科学定义
2.5 深部工程提出的挑战
参考文献
第3章 深部岩体地质构造精细探测
3.1 国内外研究现状
3.2 P-SV转换波转换点的精确解
3.3 三参数AVO反演技术和瓦斯突出危险区域预测
3.4 预测构造煤分布的地球物理反演方法
参考文献
第4章 深部岩体应力场测试
4.1 国内外研究现状
4.2 深部地应力场点-面分析测试方法
4.3 深部地应力水压致裂测试
4.4 深部地应力超声测量法
4.5 深部开采引起的采动应力变化与矿层灾变失稳机制
参考文献
第5章 深部岩体力学特性及其工程响应
5.1 国内外研究现状
5.2 深部开采岩体力学行为
5.3 深部开采工程岩体动力学特性及成灾机理
5.4 高应力条件下矿岩动力学特性
参考文献
第6章 深部采场覆岩移动规律及控制
6.1 国内外研究现状
6.2 采场覆岩关键层破断与冒落规律
6.3 采动覆岩中关键层的复合效应及其判别
6.4 深部采场突水机理与防治
6.5 深部厚煤层综放开采可放性及覆岩移动规律
参考文献
第7章 深部静压巷道围岩稳定性及其控制
7.1 国内外研究现状
7.2 深部静压巷道围岩稳定性控制原理
7.3 深部静压巷道工程设计方法
7.4 深部巷道工程稳定控制方法
参考文献
第8章 深部动压巷道围岩稳定性及其控制
8.1 国内外研究现状
8.2 深部巷道围岩力学性质及其工程稳定特点
8.3 深部动压巷道围岩控制原理
8.4 深部动压巷道工程稳定控制方法
8.5 深井开采冲击矿压试验研究及控制技术
参考文献第9章 深部多相多场耦合作用及其灾害发生机理 9.1 国内外研究现状
9.2 多相多场耦合作用条件下深部岩石破裂特性
9.3 深部开采岩体岩爆机理与矿岩诱导致裂
9.4 深部采空区诱发灾害机理与控制
参考文献第10章 深部采场多相介质多场耦合作用瓦斯渗流规律 10.1 国内外研究现状
10.2 煤层气和煤的NMRI机理研究
10.3 高孔隙压低渗透煤层瓦斯运移规律
10.4 煤和瓦斯突出发生机理及预测
参考文献第11章 深部岩体分区破裂化及非线性动力学特性 11.1 国内外研究现状
11.2 岩体块系结构的成因及其特性
11.3 深部岩体峰后行为及其承载能力
11.4 区域破裂化现象
11.5 超低摩擦效应产生的机理、条件和规律
11.6 一维矿柱剪切失稳与断层剪切稳定性问题
11.7 爆炸冲击波作用下的等效静力模型
11.8 岩石局部剪切变形的弹塑性模型与数值分析方法
参考文献
第12章 深部岩石力学试验系统与分析软件
12.1 深部岩爆过程试验系统
12.2 深部工程破坏过程模型试验系统
12.3 深部岩石水理作用测试系统
12.4 新型真三轴巷道模型试验台
12.5 深部煤与瓦斯突出测试仪器
12.6 深部岩体区域化交替破裂现象模型试验系统
12.7 深部软岩工程大变形力学分析设计系统
参考文献2100433B