流固耦合作用下深部岩石动态力学响应研究进展
夏开文1
王峥2
吴帮标2
徐颖2
岳腾泷2
1.天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室,天津 300350;中国地质大学(北京) 地质安全研究院,北京 1000832.天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室,天津 300350
摘要：深部岩石处于高地应力、高渗透压和强动态扰动的复杂地质环境之中,3者作用下岩石体更加容易发生损伤破裂,诱发突涌水、渗漏、井喷等工程地质灾害,因而探究流固耦合作用下岩石的动态力学响应是开展岩石工程建设的前提之一.近年来,国内外众多学者在考虑水和不同应力状态下的岩石动态力学实验研究方面取得了显著的成果.为给工程建设提供更加全面的指导并为后续研究奠定基础,从实验装置、测试结果以及围压与水的作用机理层面,对上述工作进行了回顾与总结.首先介绍了分离式霍普金森压杆测试装置的基本原理,以及用于模拟深部岩石赋存环境所进行的装置改进,包括围压分离式霍普金森压杆实验系统和孔压(渗透压)耦合的分离式霍普金森压杆实验系统,简要分析了各类装置在研究流固耦合作用下岩石动力学问题时的优势和不足.其次,总结了考虑不同应力状态(单向加载、三向围压加载)的流固耦合作用下岩石的动态力学响应特性.详细介绍了固定预设孔压、渗透压耦合作用下深部岩石的动态力学响应及其随孔隙水压、渗透压变化的规律.随后,概述了围压对岩石动力学性质的影响机理,分析了不同围压条件下的影响规律;总结了水对岩石动态力学性质的强化、弱化微观机制和定量表达.最后,对流固耦合作用下深部岩石的动态力学响应进行了概括总结,并对未来实验研究工作和深部赋存条件下岩石动态力学的研究方向进行了展望.
关键词：流固耦合岩石动力学分离式霍普金森压杆孔隙水压渗透压
分类号：TD311(矿山压力与支护)TE371(油气田开发与开采)
资助基金：国家自然科学基金(42141010)国家自然科学基金(42377147)国家自然科学基金(52079091)
论文发表日期：2024-01-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：25( 454-478 )
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