基于热-水-力-化学耦合效应的裂隙岩石损伤断裂与止裂研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51474251
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    83.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0404.矿山开采基础理论
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

This project is frontier research in the field of rock mechanics. It aims to solving the thermo-hydro-mechanical-chemical (THMC) coupling fracture of rock in deep rock mass engineering such as deep petroleum and mining exploitation, geothermal utilization, nuclear waste disposal and underground energy storage. Based on analyses of the thermo-hydro-mechanical-chemical (THMC) coupling mechanism, non-equilibrium thermodynamics, fluid mechanics, fracture mechanics and chemical kinetics, THMC coupling damage-fracture mechanics is established including damage constitutive model, crack propagation control equation, fracture criterion and cracking-arrest condition in order to analyze the whole THMC coupling process of rock deformation, damage(crack initiation), crack propagation control equation and final fracture. A new calculation program of THMC coupling damage constitutive model is made for user -redevelopment platform of finite element software to analyse THMC coupling stress and strain. Self-designed THMC coupling fracture and cracking-arrest test of rock and scanning electron microscopy test of fractured surface are used to study the influences of multi-physical field parameters on the THMC coupling crack propagation rate,fracture modes (tension, shear, minxed mode fracture) and crack-arrest effect and reveal the THMC coupling fracture and cracking-arrest mechanism. This study is of great significance only for the development of rock fracture mechanics but also for the strength calcuation, safety assessment and cracking-arrest design in deep rock mass engineering.
本项目瞄准国际岩石力学领域研究前沿,针对我国深部矿产和石油开采、地热开发、核废料处置、地下能源储存等工程中迫切需要解决的裂隙岩石热-水-力-化学(THMC)耦合断裂问题开展系统深入研究。基于THMC耦合作用机理分析,在非平衡态热力学、流体力学、断裂力学、化学动力学等相结合的理论框架下,建立裂隙岩石THMC耦合损伤断裂与止裂理论(含损伤本构模型、裂纹扩展控制方程、断裂准则、止裂条件),阐明THMC耦合断裂全过程演变规律,并编制有限元二次开发程序计算和分析THMC耦合应力场分布规律;通过自行设计THMC耦合断裂与止裂试验,研究多物理场参数对裂隙岩石THMC耦合裂纹扩展速度、断裂模式、止裂效应的影响规律,揭示THMC耦合断裂与止裂机理,提出THMC耦合裂纹止裂方法。本研究不仅对岩石断裂力学发展具有重要的理论意义,而且对THMC耦合作用下深部岩体的强度计算、安全评估、止裂设计等具有重要的应用价

结项摘要

本项目瞄准国际岩石力学领域研究前沿,针对深部矿产和石油开采、地热开发、核废料处置、地下能源储存等工程中亟待解决的裂隙岩石热-水-力-化学(THMC)耦合损伤断裂与止裂问题开展系统深入的研究。基于THMC耦合作用机理分析,首次建立了裂隙岩石THMC耦合损伤断裂与止裂理论(含损伤本构模型,裂纹起裂、扩展与断裂等准则,止裂条件),提出了基于PFC3D的细观参数定量分析方法和细观断裂准则;通过自行研制的THMC耦合断裂与止裂试验(含渗透率的实时检测、裂纹扩展速率的连续监测等新方法)、电镜实验和PFC3D数值模拟,研究了多物理场参数(温度、水压、围压、溶液PH值)对裂隙岩石THMC耦合裂纹起裂与扩展规律、断裂模式(拉伸、剪切、拉-剪复合型)和止裂效应的影响规律,揭示了裂隙岩石THMC耦合断裂与止裂的宏-细-微观机理,验证了新理论的合理性和有效性,并提出了脆性岩石THMC耦合裂纹扩展的止裂设计建议方法。研究成果不仅对岩石断裂力学发展具有重要的理论意义,而且对THMC耦合作用下深部岩体的强度计算、安全评估、止裂设计等提供重要的理论依据。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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其他文献

含III型复合加载下岩石断裂特征
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    2021
  • 期刊:
    中南大学学报. 自然科学版
  • 影响因子:
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  • 作者:
    张权;饶秋华;沈晴晴;李卓
  • 通讯作者:
    李卓

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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