高渗透压下孔隙和裂隙岩石流固耦合机理与理论初步2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 绪论1

1.1 背景与意义1

1.2 相关研究进展和基础2

1.2.1 岩石力学特性试验研究2

1.2.2 岩石力学模型研究7

1.2.3 岩石渗流特性与模型研究13

1.2.4 岩石流固耦合特性与模型研究17

1.3 本书研究内容24

参考文献25

第一部分 试验研究41

第2章 物理特性试验41

2.1 多孔岩石：砂岩41

2.1.1 孔隙率41

2.1.2 细观结构41

2.2 致密岩石：大理岩43

2.2.1 基本物性43

2.2.2 细观结构45

2.3 两类岩石比较46

参考文献46

第3章 力学试验47

3.1 砂岩力学试验47

3.1.1 试验条件47

3.1.2 三轴试验系统49

3.1.3 试验结果50

3.2 大理岩力学试验55

3.2.1 试件制备55

3.2.2 力学试验设计55

3.2.3 循环加卸载试验方法56

3.2.4 大理岩循环加卸载试验结果61

3.2.5 试验结果分析68

3.3 本章小结80

参考文献80

第4章 渗流试验82

4.1 砂岩渗流试验82

4.1.1 试验方法82

4.1.2 试验结果83

4.2 高渗透压下大理岩渗流试验86

4.2.1 试验步骤87

4.2.2 试验现象和结果87

4.2.3 试验分析89

4.3 本章小结95

参考文献96

第5章 有效应力系数测试97

5.1 砂岩的有效应力系数测试试验97

5.1.1 试验方法97

5.1.2 试验结果99

5.2 大理岩的有效应力测试试验107

5.2.1 试验步骤107

5.2.2 试验现象和结果107

5.2.3 试验分析111

5.3 本章小结113

参考文献114

第二部分 理论模型研究117

第6章 细观力学模型117

6.1 均匀化方法117

6.1.1 稀疏方法118

6.1.2 Mori-Tanaka方法119

6.1.3 自洽方法120

6.2 基本框架121

6.3 模型的构建123

6.3.1 塑性演化表述127

6.3.2 损伤演化表述129

6.4 模型验证和应用131

6.4.1 参数确定131

6.4.2 三轴压缩试验模拟132

6.5 本章小结138

参考文献138

第7章 基于细观力学模型的流固耦合模型141

7.1 孔隙塑性损伤力学模型的基本框架141

7.2 渗透率模拟143

7.3 有效应力系数模拟147

7.3.1 有效应力系数表达式147

7.3.2 有效应力系数模拟结果149

7.4 流固耦合关系150

7.4.1 塑性和损伤表达式150

7.4.2 孔隙耦合系统的表达式151

7.4.3 模型参数的确定152

7.4.4 模拟结果153

7.5 本章小结163

参考文献164

第8章 脆性岩石宏观弹塑性力学模型165

8.1 岩石弹塑性力学模型的适用范围165

8.2 岩石弹塑性耦合力学模型166

8.2.1 弹塑性耦合规律167

8.2.2 硬化软化规律167

8.2.3 流动法则172

8.3 数值计算方法181

8.3.1 数值计算格式的推导181

8.3.2 弹塑性耦合力学模型的数值实现184

8.3.3 基于弹塑性耦合力学模型的围岩开挖扰动分区185

8.4 力学模型及数值计算方法验证186

8.4.1 室内常规三轴试验模拟186

8.4.2 卸围压试验模拟187

8.4.3 加拿大Mine-by试验洞破坏区模拟验证190

8.5 工程应用192

8.5.1 辅助洞2#试验洞概况192

8.5.2 数值模型和计算条件194

8.5.3 围岩力学参数的确定195

8.5.4 辅助洞2#试验洞开挖过程模拟结果分析200

8.6 本章小结210

参考文献211

第9章 基于宏观力学模型的流固耦合模型214

9.1 连续介质流固耦合模型214

9.2 岩石非线性流固耦合关系的试验结果概述216

9.3 有效应力系数模型219

9.3.1 有效应力系数普适模型的建立220

9.3.2 弹性条件下有效应力系数的演化规律223

9.3.3 塑性条件下有效应力系数的演化规律231

9.4 高渗透压下的岩石非Darcy流特性研究235

9.4.1 Darcy流和非Darcy流统一渗流方程的推导235

9.4.2 Darcy流和非Darcy流判据238

9.5 数值计算方法239

9.6 流固耦合模型的工程应用240

9.6.1 考虑高水压作用的围岩稳定性分析241

9.6.2 隧洞突、涌水对策研究247

9.7 本章小结249

参考文献250