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《辽宁工程技术大学》 2010年
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岩石蠕变—渗流耦合作用规律研究

何峰  
【摘要】:岩石结构是非连续和非均质体,具有非线性、各向异性及随时间变化的流变特性。水是影响岩石蠕变破裂失稳性质的一个重要因素,随着时间的增加,并导致重大岩石工程事故的发生,造成伤亡和重大经济损失,所以开展岩石蠕变破裂与渗流耦合作用规律的研究对岩石工程的长期稳定性具有重要的理论意义和实际应用价值。论文基于前人的研究基础,对煤岩进行了三轴蠕变试验、有限元理论和数值模拟研究,综合分析了岩石工程中各种失稳破坏现象,主要工作如下: (1)对煤岩试件分别进行三轴蠕变试验和蠕变-渗流耦合试验,得出炭质泥岩的长期强度;不同含水率对煤岩试件蠕变特性的影响,确定蠕变模型参数;考虑围压、加卸载及恒压下,渗透率的变化规律;煤岩试件蠕变全过程中对渗透率的影响规律。对于不同岩石和不同的围压、孔压条件下,通过蠕变过程中的渗透性试验,拟合出相应蠕变-渗透率曲线和渗透率-蠕变方程; (2)基于弹性理论的有限元分析基本方程,引入粘弹塑性问题的本构方程,再结合弹性、弹塑性问题的平衡微分方程、几何方程及边界条件,联合建立流变问题的有限元基本方程;并应用最大拉应力理论,建立最大拉应力单元追踪法,模拟流变变形过程中裂纹的萌生、扩展和汇聚,建立蠕变破裂判断准则;同时建立了非线性损伤模型,并进行了岩石损伤过程的有限元模拟。 (3)据等效连续介质模型和流变学的理论,建立煤岩体流变场与渗流场耦合作用下的流变模型,推导相应的直接耦合总体控制方程,给出煤岩体流变场与渗流场耦合作用下的有限元分析格式,并进行了有限元程序设计; (4)基于流变试验和蠕变-渗流耦合有限元法,应用FEPG软件平台,编制蠕变破裂模块和蠕变-渗流耦合模块,并应用于层状边坡长期稳定性分析;通过蠕变破裂模块,分别从受法向力作用下蠕变破裂和离层蠕变破裂,分析其各设定监测点随时间演化应力变化规律、不同方向位移变化规律;通过蠕变-渗流耦合模块,分析其监测点水压随时间的变化,位移的变化规律。
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU452

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 何峰;孟凡尊;王振伟;赵国超;;水与煤岩蠕变影响试验研究[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2011年02期
2 何峰;臧立岩;张建生;张立林;;煤岩体蠕变-渗流耦合数值模拟[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2011年06期
3 何峰;王来贵;姚再兴;王振伟;张立林;;煤岩层状边坡蠕变破裂数值模拟[J];金属矿山;2011年04期
4 何峰;王来贵;王振伟;姚再兴;;煤岩蠕变-渗流耦合规律实验研究[J];煤炭学报;2011年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王振伟;充水煤岩边坡渗流—损伤耦合规律研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
2 陆银龙;渗流—应力耦合作用下岩石损伤破裂演化模型与煤层底板突水机理研究[D];中国矿业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李迎;温度、压力、水作用下软岩流变规律的研究[D];青岛科技大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈洪俊,高海鹰,夏颂佑;应力作用下裂隙岩体渗流特性的试验研究[J];长江科学院院报;1998年03期
2 芮勇勤,徐小荷,马新民,霍启元,张幼蒂,周昌寿;露天煤矿边坡中软弱夹层的蠕动变形特性分析[J];东北大学学报;1999年06期
3 陈祖安,伍向阳;三轴应力下岩石蠕变扩容的微裂纹扩展模型[J];地球物理学报;1994年S2期
4 何峰;王来贵;王振伟;;海州露天矿滑坡灾害统计分析及信息库建立[J];地质灾害与环境保护;2006年02期
5 山下秀,杉木文男,今井忠南,山内优,鸭志田直人;岩石蠕变及疲劳破坏过程和破坏极限研究[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);1999年05期
6 何峰,王来贵,于永江,冯美生;岩石试件非线性蠕变模型及其参数确定[J];辽宁工程技术大学学报;2005年02期
7 王来贵;赵娜;何峰;;软岩的非线性蠕变模型及其稳定性分析[J];辽宁工程技术大学学报;2006年05期
8 杨天鸿,芮勇勤,李连崇,马新民,申力;顺层蠕动边坡变形破坏机理及稳定性动态分析[J];工程地质学报;2003年02期
9 邵国建,蒋永兴,卓家寿;地下洞室群的弹粘塑性有限元分析[J];河海大学学报(自然科学版);2001年06期
10 杨彩弘,王永岩,魏佳;软岩蠕变过程中单相渗流固流耦合及数学模型[J];黑龙江科技学院学报;2004年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨圣奇;岩石流变力学特性的研究及其工程应用[D];河海大学;2006年
2 徐德敏;高渗压下岩石(体)渗透及力学特性试验研究[D];成都理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 何峰;岩石结构的蠕变稳定性理论研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
2 罗帅;渗流对深部软岩蠕变影响的研究[D];青岛科技大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 付志前;单向土工格栅加筋土的流变模型[J];四川建筑科学研究;2004年02期
2 郭艳华;郭志昆;;岩土工程反分析的初步探讨[J];四川建筑科学研究;2006年03期
3 李月;刘立;李玉梅;张中兴;梁伟;;地基层状岩石纵波波速与密度相关性试验研究[J];四川建筑科学研究;2009年01期
4 陈利群;李平;杨伟军;;多排孔混凝土空心砌块砌体沿通缝抗剪强度计算方法研究[J];四川建筑科学研究;2010年03期
5 崔可锐;侯方;;安徽芦岭—朱仙庄煤矿的构造特征和构造演化[J];安徽地质;2004年03期
6 施笋;庞建勇;龙卿吉;;矿山边坡稳定性分析及其工程应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年02期
7 陈艳,刘宁;润扬大桥北锚变更方案的变形和应力比较[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年01期
8 徐银燕;;隧道工程围岩稳定性影响因素分析与破坏基本判据[J];安徽建筑;2009年05期
9 范秋雁;试论软岩支护的理论基础[J];地下空间;1999年04期
10 刘学增,熊少明,刘沛;层状地层粘弹性优化反分析与混合遗传算法[J];地下空间;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 梁冰;陈天宇;孙维吉;;复杂地质条件煤层气藏井间干扰对井网布置的影响[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 张旭;孙可明;李凯;;流固耦合作用下水平井变质量流动规律分析[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
3 张志毅;孟海利;杨年华;薛里;;爆炸加固软土地基机理的试验研究[A];中国力学学会工程爆破专业委员会《2011全国爆破理论研讨会》论文选编[C];2011年
4 罗迎社;陈胜铭;张亮;粟建新;张永忠;罗树凌;;含缺陷PVC板材弹性降温及热致磁效应实验研究[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
5 蔡光顺;段海峰;江昌民;董山;;综采工作面无线传输矿山压力监测系统应用研究[A];2010全国采矿科学技术高峰论坛论文集[C];2010年
6 李鹏举;冯光明;范玮刚;郑艳栋;张文涛;;煤岩体三轴卸围压的实验研究与应用[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年
7 盛建红;廖文景;李伟明;;高山石膏矿井下矿柱安全系数计算及分析[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年
8 刘鹏博;李路;姚永超;明世祥;;基于矿岩性质模糊聚类分析的巷道分级支护研究[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
9 吴吉南;张德琦;;陷落柱内辅运大巷膨胀地压治理技术探讨[A];第七次煤炭科学技术大会文集(上册)[C];2011年
10 祝效华;汤历平;吴华;贾彦杰;石昌帅;;高频扭转冲击作用下硬地层破岩机理研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 赵同彬;深部岩石蠕变特性试验及锚固围岩变形机理研究[D];山东科技大学;2009年
3 陈绍杰;深部条带煤柱长期稳定性基础实验研究[D];山东科技大学;2009年
4 李伟;深部巷道围岩稳定性安全控制原理与应用研究[D];山东科技大学;2010年
5 赵扬锋;煤岩变形破裂电荷感应规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
6 李刚;水岩耦合作用下软岩巷道变形机理及其控制研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 肖知国;煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D];河南理工大学;2010年
8 张华;冲击荷载作用下岩石动态损伤特性研究[D];昆明理工大学;2009年
9 孙克国;注浆控制岩溶隧道突水地质灾害的机理和模拟方法研究[D];山东大学;2010年
10 王旭宏;大同矿区“三硬”煤层冲击地压发生机理研究[D];太原理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 桑培淼;注水强化松软煤壁稳定性的规律及工艺参数研究[D];河南理工大学;2010年
2 呼庆华;近井筒开采引起覆岩移动变形破坏规律及其治理技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 唐杰兵;平煤十一矿软岩破坏巷道修复治理研究[D];河南理工大学;2010年
4 尚群;赵庄矿3#煤层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度研究[D];河南理工大学;2010年
5 宋家勇;安林煤矿炮放面矿压显现规律及顶煤冒放性预测研究[D];河南理工大学;2010年
6 潘建武;含单一天然弱面岩石试样的力学特性研究[D];河南理工大学;2010年
7 汪国华;近距离上保护层开采卸压范围及临界层间距研究[D];河南理工大学;2010年
8 李波;义安矿水力冲孔卸压增透消突技术研究[D];河南理工大学;2010年
9 何寿迎;黄岛LPG地下储库稳定性分析及支护设计优化[D];山东科技大学;2010年
10 冯银银;隧道围岩应力与位移数值模拟与分析[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯启言;杨天鸿;于庆磊;唐春安;冷雪峰;;基于渗流-损伤耦合分析的煤层底板突水过程的数值模拟[J];安全与环境学报;2006年03期
2 朱珍德,孙钧;裂隙岩体的渗流场与损伤场耦合分析模型及其工程应用[J];长江科学院院报;1999年05期
3 罗清明,李亮,杨小礼;软岩隧道的围岩变形计算[J];长沙铁道学院学报;2003年02期
4 芮勇勤,徐小荷,马新民,霍启元,张幼蒂,周昌寿;露天煤矿边坡中软弱夹层的蠕动变形特性分析[J];东北大学学报;1999年06期
5 于庆磊;杨天鸿;唐春安;L.G.Tham;;不同孔隙配比人工岩芯试件水力学试验研究[J];东北大学学报(自然科学版);2007年02期
6 左建平;谢和平;周宏伟;彭苏萍;;不同温度作用下砂岩热开裂的实验研究[J];地球物理学报;2007年04期
7 康志勤;赵阳升;孟巧荣;杨栋;郤保平;;油页岩热破裂规律显微CT实验研究[J];地球物理学报;2009年03期
8 赵生才;深部高应力下的资源开采与地下工程——香山会议第175次综述[J];地球科学进展;2002年02期
9 薛世峰,宋惠珍;非混溶饱和两相渗流与孔隙介质耦合作用的理论研究——数学模型[J];地震地质;1999年03期
10 何峰;王来贵;王振伟;;海州露天矿滑坡灾害统计分析及信息库建立[J];地质灾害与环境保护;2006年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹林卫;基于椭圆形微裂纹变形与扩展的准脆性岩石细观损伤—渗流耦合本构模型[D];重庆大学;2010年
2 孙建;倾斜煤层底板破坏特征及突水机理研究[D];中国矿业大学;2011年
3 于小鸽;采场损伤底板破坏深度研究[D];山东科技大学;2011年
4 尹立明;深部煤层开采底板突水机理基础实验研究[D];山东科技大学;2011年
5 谢兴华;岩体水力劈裂机理试验及数值模拟研究[D];河海大学;2004年
6 唐红侠;水力劈裂条件下裂隙介质水力特性研究[D];河海大学;2005年
7 陈永强;非均匀材料有效力学性能和破坏过程的数值模拟[D];清华大学;2001年
8 梁正召;三维条件下的岩石破裂过程分析及其数值试验方法研究[D];东北大学;2005年
9 杨天鸿;岩石破裂过程渗透性质及其与应力耦合作用研究[D];东北大学;2001年
10 潘鹏志;岩石破裂过程及其渗流—应力耦合特性研究的弹塑性细胞自动机模型[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王兴;固液耦合作用下底板突水过程的数值模拟研究[D];安徽理工大学;2011年
2 何峰;岩石结构的蠕变稳定性理论研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
3 曹吉胜;高承压水作用下工作面突水机理数值模拟研究[D];山东科技大学;2006年
【二级引证文献】
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1 许年春;杨小院;秦娟;;岩石单轴受压体应变与长期强度关系[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2012年03期
2 梁小勇;薛晓辉;王虎妹;张春会;;岩石时间硬化损伤蠕变特性[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2013年04期
3 于永江;张华;张春会;郝哲;王来贵;;温度及应力对成型煤样渗透性的影响[J];煤炭学报;2013年06期
4 鞠杨;张钦刚;杨永明;谢和平;高峰;王会杰;;岩体粗糙单裂隙流体渗流机制的实验研究[J];中国科学:技术科学;2013年10期
5 梁忠雨;计振强;陈占清;辛海德;;煤的力学性能测定实验研究[J];煤炭工程;2013年10期
6 刘超;李树刚;成小雨;;煤岩灾变过程应力场-损伤场-渗流场耦合效应数值模拟[J];西安科技大学学报;2013年05期
7 范翔宇;张千贵;艾巍;夏宏泉;何传亮;李枝林;;煤岩储气层岩石蠕变特性与本构模型研究[J];岩石力学与工程学报;2013年S2期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王振伟;充水煤岩边坡渗流—损伤耦合规律研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
2 陆银龙;渗流—应力耦合作用下岩石损伤破裂演化模型与煤层底板突水机理研究[D];中国矿业大学;2013年
3 陈海栋;保护层开采过程中卸载煤体损伤及渗透性演化特征研究[D];中国矿业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 何冠男;胡麻岭隧道特殊砂岩蠕变特性及工程应用研究[D];北京交通大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周小平,张永兴,哈秋聆;裂隙岩体加载和卸荷条件下应力强度因子[J];地下空间;2003年03期
2 刘保国,孙钧;岩体流变本构模型的辨识及其应用[J];北方交通大学学报;1998年04期
3 王金安,彭苏萍,孟召平;岩石三轴全应力应变过程中的渗透规律[J];北京科技大学学报;2001年06期
4 张忠亭,王宏,陶振宇;岩石蠕变特性研究进展概况[J];长江科学院院报;1996年S1期
5 徐平,甘军,丁秀丽;三峡工程船闸高边坡岩体长期变形及稳定性有限元分析[J];长江科学院院报;1999年02期
6 徐林生;卸荷状态下岩爆岩石力学试验[J];重庆交通学院学报;2003年01期
7 陈洪凯,张永兴,严春风;三峡工程永久船闸陡高边坡岩体渗流发育规律探讨[J];重庆交通学院学报;1996年04期
8 林彦兵,刘艳,甘庆明,郭辽原;有效压力对低渗透多孔介质渗透率的影响[J];重庆石油高等专科学校学报;2003年04期
9 芮勇勤,徐小荷,马新民,霍启元,张幼蒂,周昌寿;露天煤矿边坡中软弱夹层的蠕动变形特性分析[J];东北大学学报;1999年06期
10 陈四利,冯夏庭,周辉;化学腐蚀下砂岩三轴压缩力学效应的试验[J];东北大学学报;2003年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 熊伟;流固耦合渗流规律研究[D];中国科学院渗流流体力学研究所;2000年
2 韩小妹;低渗透岩石非Darcy渗流实验研究[D];清华大学;2004年
3 杨琼;低渗透砂岩渗流特性试验研究[D];清华大学;2004年
4 田杰;岩体渗流的流固耦合问题及其工程应用[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2005年
5 王道成;低渗透油藏渗流特征实验及理论研究[D];西南石油大学;2006年
【相似文献】
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1 缪协兴,陈至达;岩石材料的一种蠕变损伤方程[J];固体力学学报;1995年04期
2 刘绘新,张鹏,陈斌,彭向和;塔里木软岩层蠕变规律实验研究[J];西部探矿工程;2003年12期
3 吕培苓,吴开统,焦远碧,李纪汉,刘晓红;岩石蠕变过程中声发射活动的实验研究[J];地震学报;1991年01期
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6 施行觉;赵闯;李成波;温丹;;岩石蠕变破裂过程及其响应比变化的实验研究[J];地震学报;2010年03期
7 康永刚;张秀娥;;岩石蠕变的非定常分数伯格斯模型[J];岩土力学;2011年11期
8 谭云亮;颜伟;马洪岭;;细观非均质岩石蠕变特征的物理元胞自动机模拟[J];岩土力学;2006年S1期
9 马珂;宛新林;贾伟风;宛传虎;;岩石蠕变模型研究进展及若干问题探讨[J];中国煤炭地质;2011年10期
10 阎岩;王思敬;王恩志;;基于西原模型的变参数蠕变方程[J];岩土力学;2010年10期
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1 杨映希;赵闯;李成波;施行觉;;岩石蠕变和反蠕变的实验研究及比较[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
2 孙强;秦四清;马平;;岩石蠕变的应力-应变比分析[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年
3 梅升华;;脆性状态下岩石蠕变的实验研究[A];地球物理研究所四十年(1950-1990)[C];1990年
4 梅升华;;高温下岩石蠕变的结构理论和形式理论[A];地球物理研究所四十年(1950-1990)[C];1990年
5 荣耀;许锡宾;靖洪文;赵明阶;;不同含水岩石蠕变试验电磁辐射频谱分析[A];东北岩石力学与工程分会学术讨论会论文集[C];2005年
6 王来贵;李磊;刘学;;岩石长期稳定性与工程寿命预估研究[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
7 赵阿兴;;一种快速测定岩石长期抗压强度的实验方法及应用[A];第二届全国工程地质力学青年学术讨论会论文集[C];1992年
8 刘康敏;王兰生;;顺层高边坡蠕变的数值模拟研究[A];全国第三次工程地质大会论文选集(下卷)[C];1988年
9 刘传孝;黄东辰;张加旺;贺加栋;;坚硬岩石弱蠕变特性实验曲线的初级函数拟合[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
10 韩庚友;王思敬;张晓平;王彦兵;赵国斌;马超锋;;分级加载下薄层状岩石蠕变特性研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(下)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 阎岩;渗流作用下岩石蠕变试验与变参数蠕变方程的研究[D];清华大学;2009年
2 李成波;岩石蠕变实验及非定常参数粘弹模型[D];中国科学技术大学;2009年
3 何峰;岩石蠕变—渗流耦合作用规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 宋勇军;干燥和饱水状态下炭质板岩流变力学特性与模型研究[D];长安大学;2013年
5 王艳春;深部软岩温度—应力—化学三场耦合作用下蠕变规律研究[D];青岛科技大学;2013年
6 崔少东;岩石力学参数的时效性及非定常流变本构模型研究[D];北京交通大学;2010年
7 赵闯;岩石粘弹性质的实验研究[D];中国科学技术大学;2011年
8 王军保;不同加载路径下盐岩蠕变力学特性与盐岩储气库长期稳定性研究[D];重庆大学;2012年
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1 袁靖周;岩石蠕变全过程损伤模拟方法研究[D];湖南大学;2012年
2 翟有经;高应力岩石蠕变与细观试验研究[D];江西理工大学;2013年
3 邵海;不同应力水平岩石蠕变损伤破坏声发射综合特性研究[D];江西理工大学;2013年
4 刘俊;基于板模型的顶板力学分析及应用[D];中国矿业大学;2008年
5 熊雪强;分级循环加卸载砂岩蠕变声发射特性研究[D];江西理工大学;2012年
6 杨欣;充填体蠕变本构模型及其工程应用[D];江西理工大学;2011年
7 李娜;自然与饱水状态下金川二矿区深部岩石流变特性分析[D];中南大学;2011年
8 何涛;沙坝土矿红页岩蠕变特性室内试验与数值模拟研究[D];中南大学;2012年
9 张凤伟;盐岩储气库套管的破坏模式和安全性分析[D];山东大学;2012年
10 陈云娟;类岩石材料蠕变本构试验研究及基于FLAC~(3D)实现[D];山东科技大学;2010年
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