高渗透压下孔隙和裂隙岩石流固耦合机理与理论初步 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《高渗透压下孔隙和裂隙岩石流固耦合机理与理论初步》介绍了在高渗透压下孔隙和裂隙岩石流固耦合机理与理论方面的研究成果。选取了典型的孔隙和裂隙岩石：砂岩和大理岩，分别进行了系统的物性试验、力学试验、渗透系数测试、有效应力系数测试和高渗透压下流固试验，深入分析和比较了孔隙和裂隙岩石的流固耦合机理。

内页插图

目录

第1章  绪论1．1  背景与意义1．2  相关研究进展和基础1．2．1  岩石力学特性试验研究1．2．2  岩石力学模型研究1．2．3  岩石渗流特性与模型研究1．2．4  岩石流固耦合特性与模型研究1．3  本书研究内容参考文献第一部分  试验研究第2章  物理特性试验2．1  多孔岩石：砂岩2．1．1  孔隙率2．1．2  细观结构2．2  致密岩石：大理岩2．2．1  基本物性2．2．2  细观结构2．3  两类岩石比较参考文献第3章  力学试验3．1  砂岩力学试验3．1．1  试验条件3．1．2  三轴试验系统3．1．3  试验结果3．2  大理岩力学试验3．2．1  试件制备3．2．2  力学试聆设计3．2．3  循环加卸载试验方法3．2．4  大理岩循环加卸载试验结果3．2．5  试验结果分析3．3  本章小结参考文献第4章  渗流试验4．1  砂岩渗流试验4．1．1  试验方法4．1．2  试验结果4．2  高渗透压下大理岩渗流试验4．2．1  试验步骤4．2．2  试验现象和结果4．2．3  试验分析4．3  本章小结参考文献第5章  有效应力系数测试5．1  砂岩的有效应力系数测试试验5．1．1  试验方法5．1．2  试验结果5．2  大理岩的有效应力测试试验5．2．1  试验步骤5．2．2  试验现象和结果5．2．3  试验分析5．3  本章小结参考文献……第二部分  理论模型研究

精彩书摘

　　4）应变硬化软化　　由于数值计算方法的限制，现有文献在进行岩土工程的弹塑性数值分析时，借鉴金属等材料普遍采用理想弹塑性模型，或采用弹脆性模型。通过赋予合适的参数，这些模型也能部分反映岩石的变形和强度特性；但是，缺陷也很明显，这类模型无法捕述岩石尤其是脆性岩石峰值后应变软化等现象，与岩石本身的损伤演化过程和变形破坏机制存在较大的差距，上述力学模型在模拟高应力下硬岩脆性破坏的范围和深度方面并不理想。为了更好地描述岩石屈服以后的硬化软化规律，基于屈服准则，提出了一种考虑黏聚力弱化一摩擦强化模型；江权等在此基础上，鉴于高地应力环境下洞室开挖过程中围岩脆性破损行为和破损区内岩体力学性质发生改变的工程事实，考虑塑性变形中弹性模量的变化，建立了硬岩劣化力学模型。尽管工程计算表明以上模型可以较好地模拟高地应力下硬岩的变形和破坏，但是其尚不够完善，如没有考虑围压对岩石屈服过程的影响，没有考虑剪胀效应等。无论在弹塑性理论上还是在试验验证上，以上模型都需要更深入的研究。　　对于某些脆性岩石，特别是在低围压条件下，由峰值屈服面到残余屈服面不是一个渐近过程，而是突发的和不可控的，跌落后的峰值强度也是不可恢复的，郑宏基于有限元理论证明当软化速率较大时，还会使得经典意义下的力学模型积分无法进行，并基于伊留辛公设，讨论了应力有限元计算中考虑应力跌落的方法，所得结论与刘文政的研究结果一致。　　2．断裂力学模型　　节理岩体的特点是岩体内存在大量的节理和裂隙，显著改变了岩体的力学和变形性质，使岩体呈现各向异性。因此，断裂力学的概念被引入到岩石强度理论研究中。一些学者围绕岩石中裂纹扩展规律以及岩石断裂机理，在理论及试验方面都进行了大量研究。　　裂纹问的相互作用和耦合将产生局部弱化并最终导致岩石的整体断裂破坏，有关的经验模型、统计模型和数值模型对此也加以探讨，但真正解决多裂纹的耦合作用还很困难。中国学者研究了滑移裂纹群相互作用，并以单向加压试验结果为基础，建立了便于工程应用且适用于多裂纹体的等效正交各向异性力学模型；分析了脆性材料在压缩载荷下裂纹的相互作用、扩展和连通，应用断裂力学观点首次推导出多裂纹材料的压缩强度同裂纹尺度、裂纹间距、裂纹韧度和裂纹表面摩擦系数之间的关系式，得出了单轴压拉强度比公式。　　试验发现，卸载条件下岩石的变形和破坏与加载条件下的不同，侧向变形加快，扩容更为明显。部分学者利用断裂力学的观点，使用摩擦弯折裂纹模型分析了节理、裂隙岩体围斥卸载至拉应力过程中的力学模型。　　……

前言/序言

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