泥岩非线性蠕变损伤-渗透愈合耦合模型及其应用

• 作者: 于洪丹 伍国军 张力伟 贾善坡 高敏 龚俊
• 来源期刊: 应用基础与工程科学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 泥岩 非线性蠕变模型 损伤 自愈合 渗透性演化
• 年，卷（期）: 2016,（2）
• 页码范围: 364-377
• 页数: 14页
• 分类号: TU457
• 语种: 中文
• DOI: 10.16058/j.issn.1005-0930.2016.02.015

摘要

以某泥岩高放废物处置库为研究背景,根据室内试验和现场试验成果,提出了考虑泥岩应变硬化和软化以及蠕变效应的损伤判断准则和修正MohrCoulomb屈服破坏准则,建立了一种新的泥岩非线性黏弹塑性损伤模型;探讨了泥岩的渗透性演化机制,以泥岩损伤-渗透耦合及其自愈合为主线,建立了泥岩损伤-渗流耦合模型及渗透性自愈合演化方程.然后对地下储库施工过程进行了数值模拟,研究结果表明:施工质量对围岩扰动区有明显的影响,人工掘进巷道最大损伤约为0.38,明显大于采用盾构法施工的巷道;开挖后围岩渗透率明显增大,人工掘进巷道约为原岩的109倍,盾构施工巷道约为原岩的24倍;围岩蠕变损伤在巷道施工完成初期增长速度较快,扰动区渗透率略有增大,此后愈合应力和水化学效应对围岩渗透率的影响大于蠕变损伤的影响,扰动区渗透性逐渐恢复,约3年后渗透率愈合到原岩的数量级10-19m2.所提出的模型能有效地描述泥岩水-力耦合特性,对软岩隧洞长期稳定性的预测与预报具有一定的参考意义.