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基于侵蚀损伤影响的岩石弹塑性应力-渗流-损伤耦合模型研究

王军祥  施安琪  陈四利  姜谙男  
【摘要】:关于考虑水化学侵蚀损伤影响的岩石弹塑性应力-渗流-损伤耦合模型及相关数值求解程序的研究相对较少,大多数是围绕试验展开的,如何建立考虑水化学侵蚀损伤影响的岩石应力-渗流-损伤(MHD)耦合模型与定量关系,仍是一个亟待解决的难题。首先,根据水化学侵蚀损伤变量和力学损伤变量推导岩石侵蚀-受荷总损伤变量公式;其次,尝试从细观角度定义的侵蚀损伤变量出发,考虑应力场、渗流场及损伤场三者的耦合关系,基于前人试验研究得出的水化学损伤变量与超声波速之间的经验公式,建立考虑水化学侵蚀损伤影响的岩石弹塑性应力-渗流-损伤耦合模型,并采用C++语言编制相应求解程序;最后,利用所编程序进行水化学侵蚀损伤定量化计算,着重对比分析水化学侵蚀损伤、力学损伤单独作用下的变形及渗透性演化等规律。研究结果表明:所建立的方法及所编程序能够进行考虑水化学侵蚀损伤影响的应力场、渗流场及损伤场耦合条件下变形、受力等特性分析,定量反映水化学侵蚀损伤效应,为复杂耦合环境下工程建设提供参考和依据。

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