考虑宏细观耦合损伤的注浆加固体渗流-蠕变本构模型及试验验证

作     者：刘旸 王迎超 余宏波 赵闯 郭崟 左亚鹏 

作者机构：中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室 青岛地质工程勘察院(青岛地质勘查开发局)自然资源部滨海城市地下空间地质安全重点实验室 杭州科技职业技术学院城市建设学院 中国矿业大学力学与土木工程学院 

出 版 物：《中国矿业大学学报》 (Journal of China University of Mining & Technology)

年 卷 期：2024年第5期

页      面：1006-1021页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 081503[工学-水工结构工程] 

基　　金：自然资源部滨海城市地下空间地质安全重点实验室开放基金项目(BHKF2023Z02) 国家自然科学基金项目(42130706,42272313) 江苏省自然科学基金项目(BK20242087) 

主　　题：蠕变模型 渗流-应力耦合 注浆加固体 损伤本构模型 

摘      要：水利工程中蠕变效应的存在导致了工程在运营过程中频繁发生灾害，造成了严重的损失，因此成为影响水利工程长期稳定性的主要因素之一.为了有效地应对可能带来的工程灾害，注浆技术被广泛应用以延长水利工程的运营寿命.本文基于宏观-细观缺陷耦合的思想，建立了注浆加固后岩体的渗流-蠕变本构模型，然后利用ROCK岩石多场耦合试验系统进行了渗流-蠕变试验，揭示了不同注浆材料对裂隙岩体加固特性的影响规律，并对建立的渗流-蠕变本构模型进行了验证.研究结果表明：建立的宏观-细观耦合损伤蠕变模型能够综合考虑裂隙几何参数特性、力学参数特性和注浆加固效果等因素对蠕变的影响.同时，该模型从动态的角度考虑了渗流-蠕变过程中力学参数的变化以及渗透水压的影响，相较于传统西原模型具有明显优势.试验获得了含聚丙烯纤维PO42.5混凝土和硅溶胶加固后岩体的蠕变特性以及渗透性能的变化规律，同时证明了渗流-蠕变本构模型的准确性和有效性.这些研究成果为水利工程的注浆加固设计提供了理论依据.