渗透压作用下茅口灰岩力学特性研究

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1、密级：公开硕士学位论文中图分类号：TU452渗透压作用下茅口灰岩力学特性研究学位类型：学术型学位学科（专业学位类别）：土木工程作者姓名：王超林导师姓名及职称：万文教授实践导师姓名及职称：阳生权教授学院名称：土木工程学院论文提交日期：2015年4月2日渗透压作用下茅口灰岩力学特性研究学位类型：学术型学位学科（专业学位类别）：土木工程作者姓名：王超林作者学号：12010202032导师姓名及职称：万文教授实践导师姓名及职称：阳生权教授学院名称：土木工程学院论文提交日期：2015年4月2日学位授予单位：湖南科技大学ResearchonMechanica

2、ltestofMaokoulimestoneUnderOsmoticpressureTypeofDegreeAcademicDegreeDiscipline(TypeofProfessionalDegree)CivilEngineeringCandidateWangChaolinStudentNumber12010202032SupervisorandProfessionalTitleWanwenPracticeMentorandProfessionalTitleYangShengquanSchoolSchoolofCivilEngineerin

3、gDateApril2,2015UniversityHunanUniversityofScienceandTechnology学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送

4、交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日湖南科技大学硕士学位论文摘要渗流场中岩体的力学特性和应力场下岩体的渗透规律是岩石力学学科领域的前沿方向。在渗流场中的岩体，一方面由于外部荷载的作用，岩体内部应力进行重分布，从而影响岩体的结构，改变岩体中水的作用强度、范围及形式；另一方面，不同应力状态下岩石内部结构不同，导致岩石渗流路径不同。岩体渗流一应力

5、耦合理论在采矿工程、水利水电领域、地铁建设领域等有重要的指导意义和广泛的应用前景。本文以国家自然科学基金项目（51174088）：二次卸荷条件下岩体流变损伤破坏机理研究、国家自然科学基金项目（51274097）：茅口灰岩隐伏承压溶洞围岩时效破断-滞后突水机理研究为依托，在茅口灰岩流固耦合试验和强度试验基础上，研究了不同围压渗透压作用下茅口灰岩的强度特性、变形特性、渗流特性及破坏特征，揭示了渗流—应力作用下茅口灰岩的各种特性的变化机制。主要研究内容有：（1）基于流固耦合试验和强度试验，求解了岩石的各强度值及其参数，分析研究了围压、渗透压对茅口灰岩的

6、峰值强度、起裂强度和损伤强度影响；分析了渗透压对茅口灰岩抗剪强度及其参数的影响、对岩石变形特征及各变形参数的影响、对破坏特征的影响；结合断裂力学理论探讨分析渗透压作用下，茅口灰岩的起裂强度变化机制，得出渗透水压与裂隙初裂强度成负相关关系；（2）研究茅口灰岩渐进破坏阶段渗透压差演化规律，将压缩破坏过程中的渗透压差P变化规律划分为四个阶段，并分析了不同围压对P的影响，基于采集的渗透压差数据，计算出岩石的峰前渗透系数，并研究了不同围压作用下的渗透特性；基于Kozeny-carman方程建立渐进破坏过程渗透性与体积应变的关系，并将试验所得的数据与理论

7、模型进行验证；（3）基于试验数据，通过引用孔压弱化系数，提出两种考虑渗透压作用的岩石强度准则，并对两新准则进行对比研究。将新准则和其他常用强度准则进行比较分析，验证新准则的准确性与适用性。i湖南科技大学硕士学位论文关键词：茅口灰岩；流固耦合；应力—应变—孔隙压差；渐进破坏；强度准则ii湖南科技大学硕士学位论文ABSTRACTThemechanicalpropertiesofrockmassintheseepagefieldandpermeabilitypropertiesofrockmassinthestressfieldhavebecomeon

8、eofimportanttopicconceredwithrockmechanicsdiscipline.Inthefiledofflu