裂隙岩体渗流-应力-温度耦合作用的理论与应用

《裂隙岩体渗流-应力-温度耦合作用的理论与应用》在岩体结构特征研究基础上，从裂隙岩体场性能等效的原则出发，通过等效性能场之间耦合作用机理的研究，建立起了裂隙岩体渗流一应力一温度非完全耦合作用和完全耦合作用的数学模型，为三场之间耦合作用定量研究奠定了基础。与此同时，通过将所建数学模型分别应用于深层地下卤水资源评价及隧道工程裂隙围岩体地质环境定量计算中，证明书中提出的裂隙岩体渗流一应力一温度非完全和完全耦合作用理论研究方法是可行的。

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《裂隙岩体渗流-应力-温度耦合作用的理论与应用》主要内容：赋存于裂隙岩体中的地下水处在渗流场、应力场与温度场多场并存的复杂地质环境之中。多场的相互作用，一方面影响了地下水资源的评价精度，另一方面对岩体工程中易发的岩体失稳、岩爆、涌水及地热等多种地质灾害也有诱发和控制作用。《裂隙岩体渗流-应力-温度耦合作用的理论与应用》正是基于对地下水资源的开采利用和对岩体工程中易发地质灾害的预测防范。裂隙岩体裂隙结构面网络决定着岩体结构特征

赵延林、曹平、王卫军编著的《裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合理论及工程应用》内容提要：本书详细介绍了裂隙岩体渗流一损伤一断裂耦合理论及其在相关工程领域的应用。主要内容包括：渗流应力作用下裂隙岩体断裂力学特性研究，类岩材料多裂纹体断裂破坏实验与岩石断裂韧度测试、裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合本构模型研究、基于双重介质裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合模型有限元分析、裂隙岩体渗流损伤-断裂耦合的扩展FLAC3D分析、高压预注水致裂软化煤层的工业试验和数值研究。

根据温度应力引起的原因可分为两类：

1、自生应力

边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。

2、约束应力

结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：

1、早期

自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。

2、中期

自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

3、晚期

混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。