›› 2007, Vol. 28 ›› Issue (S1): 192-196.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

考虑卸荷作用的裂隙岩体渗流应力耦合研究

刘先珊1,林耀生2,孔 建3   

  1. 1. 重庆大学 土木工程学院,重庆 400044;2. 三峡大学 土木水电学院,湖北 宜昌 443002;3. 长江勘测规划设计研究院枢纽处,武汉 430010
  • 收稿日期:2007-05-18 出版日期:2007-10-25 发布日期:2014-03-28
  • 作者简介:刘先珊,女,1978年生,博士,讲师,主要从事岩土工程数值计算方面的教学与研究。
  • 基金资助:

    重庆大学“985工程”专项基金(No. 0903005104973)。

Study of hydro-mechanical coupling of fractured rock masses considering unloading effect

LIU Xian-shan1, LIN Yao-sheng2, KONG Jian3   

  1. 1. College of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China; 2. College of Civil Engineering, Three Gorges University, Yichang, 443002, China; 3. Changjiang Institute of Survey, Planning, Design and Research, Wuhan 430010, China
  • Received:2007-05-18 Online:2007-10-25 Published:2014-03-28

摘要: 大量试验证明,裂隙岩体在加载和卸荷的条件下其渗流与应力特性是不完全相同的。近年来,加载条件下的裂隙岩体渗流应力耦合研究得到了长足的发展,但卸荷作用下的水岩耦合分析还处于初始阶段。基于现有裂隙变形曲线的研究结果,建立了渗透系数与卸荷应力、应变间的本构关系,在此基础上,根据算例分析了各种工况下的渗流和应力特征,其计算结果表明,考虑卸荷后应力场的改变增加了临近坡面的岩体渗透系数,降低了地下水浸润线,增加了边坡的稳定性;考虑渗流后,边坡的位移场和应力场有较大改变,但考虑耦合后位移和应力分布和大小与不耦合时的相差不大;边坡开挖后应力场改变对渗流的影响远大于渗流对位移、应力等的影响。

关键词: 卸荷, 裂隙岩体, 渗流应力耦合, 渗流特征, 边坡

Abstract: A large number of experiments have proved that fluid flow and stress characteristics are different from each other under loading and unloading effect state. In recent years, research on hydro-mechanical coupling of fractured rock mass under loading conditions has advanced greatly, but corresponding research on hydro-mechanical coupling considering unloading effect has still been in an early stage. And then, constitutive relationship including seepage parameters between unloading stress and strain is constructed based on existing fracture deformation curve, meanwhile, fluid flow and stress characteristic of an example under different operation modes is analyzed according to coupling theory mentioned above. The calculation results illuminated as follows: stress field changing make fluid flow coefficient close to slope surface increasing and saturated line falling so as to augment slope stability when taking consideration of unloading effect; and displacement and stress field vary greatly after considering seepage effect, but discrepancy of both characteristic distribution between considering coupling and discarding coupling was knee-high to a duck; and the final conclusion is that stress field changing influencing fluid flow field is larger than that fluid flow changing influencing displacement and stress field.

Key words: unloading, fractured rock mass, hydro-mechanical coupling, fluid characteristic, slope

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[1] 李建朋, 高岭, 母焕胜. 高应力卸荷条件下砂岩扩容特征及其剪胀角函数[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2119-2126.
[2] 余国, 谢谟文, 孙紫豪, 刘鹏. 基于GIS的三维对称边坡滑面正应力分布 逼近函数构造[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2332-2340.
[3] 杨杰, 马春辉, 程琳, 吕高, 李斌, . 高陡边坡变形及其对坝体安全稳定影响研究进展[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2341-2353.
[4] 吴关叶, 郑惠峰, 徐建荣. 三维复杂块体系统边坡深层加固条件下稳定性及 破坏机制模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2369-2378.
[5] 贺桂成, 廖家海, 李丰雄, 王 昭, 章求才, 张志军. 水饱和边坡夹层热-孔隙水-力耦合作用模型及应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1663-1672.
[6] 朱仁杰, 车爱兰, 严 飞, 文 海, 葛修润, . 含贯通性结构面岩质边坡动力演化规律[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1907-1915.
[7] 王铁行, 金 鑫, 罗 扬, 张松林. 考虑卸荷作用的黄土湿陷性评价方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1281-1290.
[8] 李新明, 孔令伟, 郭爱国, . 考虑卸荷速率的K0固结膨胀土应力-应变行为[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1299-1306.
[9] 余 国, 谢谟文, 郑正勤, 覃事河, 杜 岩, . 基于GIS的边坡稳定性计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1397-1404.
[10] 李世俊, 马昌慧, 刘应明, 韩玉珍, 张 彬, 张 嘎, . 离心模型试验与数值模拟相结合研究 采空边坡渐进破坏特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1577-1583.
[11] 丛 怡, 丛 宇, 张黎明, 贾乐鑫, 王在泉, . 大理岩加、卸荷破坏过程的三维颗粒流模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1179-1186.
[12] 李 崴, 王者超, 毕丽平, 刘 杰, . 辐射流条件下裂隙岩体渗透性表征单元体尺寸 与等效渗透系数[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 720-727.
[13] 王 珍, 曹兰柱, 王 东, . 非均质边坡稳定性上限分析评价研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 737-742.
[14] 雷 达, 蒋关鲁, 孙圣杰, 戚志慧, 李安洪, . 基于振动台试验的抗滑桩加固斜坡桥基研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 127-134.
[15] 张文生, 罗 强, 蒋良潍, 李 昂, . 小样本岩土参数下考虑矩估计偏差的 土质边坡可靠度分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 315-324.
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[1] 马 青,赵均海,魏雪英. 基于统一强度理论的巷道围岩抗力系数研究[J]. , 2009, 30(11): 3393 -3398 .
[2] 崔 凯,谌文武,张景科,韩文峰,梁收运. 多元层状边坡土体风蚀速率与微结构参数关系[J]. , 2009, 30(9): 2741 -2746 .
[3] 李加贵,陈正汉,黄雪峰,李 佳. 原状非饱和Q3黄土的土压力原位测试和强度特性研究[J]. , 2010, 31(2): 433 -440 .
[4] 荚颖,唐小微,栾茂田. 砂土液化变形的有限元-无网格耦合方法[J]. , 2010, 31(8): 2643 -2647 .
[5] 胡明鉴,汪 稔,陈中学,王志兵. 泥石流启动过程PFC数值模拟[J]. , 2010, 31(S1): 394 -397 .
[6] 张建新,刘双菊,周嘉宾. 逆作基坑开挖卸荷对工程结构的影响分析[J]. , 2010, 31(S2): 218 -223 .
[7] 白 冰,李春峰. 地铁列车振动作用下近距离平行隧道的弹塑性动力响应[J]. , 2009, 30(1): 123 -128 .
[8] 李术才,徐帮树,丁万涛,张庆松. 海底隧道最小岩石覆盖厚度的权函数法[J]. , 2009, 30(4): 989 -996 .
[9] 薛云亮,李庶林,林 峰,徐宏斌. 考虑损伤阀值影响的钢纤维混凝土损伤本构模型研究[J]. , 2009, 30(7): 1987 -1992 .
[10] 任 重,盛 谦. 我国岩石力学学科结构及其演变初探[J]. , 2009, 30(S1): 293 -298 .