本项目以高坝坝基和地下洞室在长期渗流作用下的稳定性问题为工程背景，开展针对坝基或洞室岩体在水-力耦合作用下流变力学特性的试验研究。经过本项目3年持续不断的深入研究，取得了如下成果： （1）研制和改造了考虑渗流应力耦合条件下的岩石三轴渗流流变力学实验系统，完成了砂岩、花岗岩等脆性岩石水力耦合条件下的常规三轴试验和三轴流变力学试验，研究了渗透压力对岩石应力应变关系及流变变形的影响规律，对岩石在应力应变过程中的及流变变形过程中的渗透性演化规律进行了探讨，并通过电镜扫描试验和其他物理实验分析了岩石流变变形破坏的微观机理。 （2）基于唯象的损伤力学和孔隙介质力学理论，发展了可模拟岩石三阶段流变特征的流变损伤模型，并考虑孔隙水压力的作用；提出了基于热力学框架下的离散粘弹塑性模型和基于细观力学的岩石损伤流变模型对砂岩的时效变形进行了较好的模拟，模型可进一步推广到考虑孔隙水压力的作用。 （3）在国内外学术交流方面：在基金的资助下去法国里尔科技大学里尔力学国家实验室、美国普渡大学进行了交流访问，在访问期间，与法国里尔科技大学邵建富教授、里尔中央理工大学Skoczylas教授分别就岩石时效力学的宏细观力学模型以及岩石渗透性测试方法方面进行了合作研究和讨论；参加了国内外本领域重要学术会议7次，如12次全国岩石力学与工程学术大会，基金委主办的岩土力学与岩土工程国际研究热点前沿青年科学家论坛，第四届岩土工程安全与风险国际研讨会等，并协办和参加了两次本专业领域的小型国际研讨会，如岩土材料时效力学特性研究国际研讨会和第一届岩土力学与地下工程国际研讨会，在这些会议上都作了关于本课题研究成果和进展的学术报告。 （4）本课题共发表见刊或录用的论文共计20篇，其中SCI论文8篇，EI源刊论文6篇，ISTP论文1篇，其他论文5篇；负责人为第一作者发表的论文11篇，其中SCI论文4篇，EI论文5篇。已培养毕业硕士研究生4名，协助培养博士生2名；授权发明专利2项，申请发明专利3项。并获得江苏省科学技术二等奖1项，排名第4，水力发电科学技术奖一等奖1项，排名第6。 综上，本课题在青年科学基金项目的资助下，圆满完成了各项工作任务，取得了高质量的研究成果，达到了预期研究目标，完成的工作任务指标在各方面均超过了预期。 2100433B

岩体渗流和流变是水利水电岩石工程中经常遇到的两大问题，与工程的安全和长期稳定性紧密相关。本项目以高坝坝基和地下洞室在长期渗流作用下的稳定性问题为工程背景，开展针对坝基或洞室岩体在水-力耦合作用下流变力学特性的试验研究。通过一系列不同应力水平（包括围压、偏压和渗透压等）和不同应力路径下的室内常规和流变试验以及渗透性试验，研究岩石的应力-渗流-流变的耦合作用机理和渗透性的变化规律，建立应力、应变和渗透系数之间的内在联系，并进一步借助微观试验方法探讨岩石在渗流作用下流变破坏的力学机理。在室内试验成果的基础上，运用孔隙介质力学和损伤力学理论，初步建立考虑流变损伤和渗透性演化的岩石水-力耦合流变模型。本项目的研究成果可进一步深化岩石水-力耦合和流变力学的试验和理论研究，为大型岩石工程复杂条件下的长期稳定性分析和评价提供理论基础。

本项目通过三年的研究工作，已完成项目计划内容，并取得了一系列研究成果。 本项目从汶川地震收集的山岭隧道震害资料出发，统计分析了汶川地震中山岭隧道的震害资料，提出了山岭隧道抗震风险层次分析模型，深入调查了受损隧道的地质构造情况，研究了跨断层隧道的震害特征，并系统描述了跨断层隧道的震害形态。 通过断层活动与地震耦合作用下隧道—断层体系的灾变机理研究，提出了采用损伤指标和能量指标分析隧道—断层体系的非线性反应，建立起基于损伤指标和能量指标的隧道—断层体系的安全性评价体系。并提出了在隧道断层处设置结构构造的措施。 根据穿越活动断层隧道的地震动力响应特性，分析了不同影响因素下隧道纵向抗震设防长度，数值模拟结合振动台试验，提出了分级量化指标。根据震害调查分析及模拟结果，对断层区隧道的抗震设防进行了分段，根据不同位置制定了不同的对策措施，并且通过现场测试验证，修改完善了设防体系，最终提出了跨断层隧道抗震设防应用性设计参数。 发表学术论文10篇，其中SCI收录2篇，EI收录7篇，部分研究成果发表在《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》（SCI收录）、《Disaster Advances》（SCI收录）、《中南大学学报（自然科学版）》(EI收录)、计算力学学报学报(EI收录)、土木工程学报(EI收录)及《现代隧道技术》(EI收录)等国内外期刊上。另外，发表学术专著一部，并获得大连市人民政府资助出版。 2100433B

一般认为洞口段是隧道抗震的薄弱部位，但是5.12汶川地震隧道震害调查发现不少隧道洞身段也发生开裂破坏，甚至倒塌。究其原因，主要是这些隧道穿越地层条件多为断层破碎带。项目以西部高烈度地震区和活动断裂区若干隧道工程为研究对象，从隧道动力学、地震工程学及地质学等学科基础理论出发，结合汶川地震跨断层隧道震害调查资料，采用地震模拟振动台试验和三维数值模拟相结合的研究方法，系统研究地震与活动断层耦合作用下隧道-围岩-断层系统的灾变机理与控制对策。包括引入损伤理论和能量原理建立隧道抗震安全性评价方法；提出隧道采用柔性接头形式穿越活动断层，综合考虑柔性接头的可蠕动性与抗震性耦合技术，实现隧道正常使用阶段的安全性与地震发生时的大变形吸能能力的合理均衡。项目预期将建立隧道安全性评价理论、方法以及灾害控制对策。项目的研究对于深入揭示活动断层区隧道地震破坏机理具有重要意义，为隧道抗震设计提供科学依据。

我国城市轨道交通盾构隧道面临的健康服役问题日益突出，如何准确评价和预测其结构性能是当前亟需研究的基础科学问题之一。本项目拟采用理论推导和模拟试验等手段，综合考虑氯盐环境和列车荷载的耦合作用，研究动力荷载对氯离子迁移扩散的影响规律和作用机理，建立动载和氯盐耦合作用下的离子迁移扩散模型、混凝土钢筋蚀变累积模型以及能考虑盾构隧道结构受力特征的混凝土锈胀开裂模型，进而，提出动载和氯盐耦合作用下盾构隧道结构性能演化分析模型和方法，为我国盾构隧道结构性能评估和寿命预计提供理论支持。研究成果可广泛应用于我国城市地铁盾构区间隧道建设中，对我国地铁建设的长期健康发展具有重要的现实意义。