深部高渗透水压作用下岩石流变力学特性试验与模型研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41272344
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    76.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0705.工程地质环境与灾害
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

The increase of exploitation depth in coal mine also result in a continuous increase of seepage water-pressure, which also leads to more obvious deformation failure of deep tunnel in coal mine. Deep tunnel under the action of high seepage water-pressure usually appears an obvious characteristic with rheological large deformation. Therefore, it is very significant to investigate rheological mechanical behavior of rock under the action of deep high seepage water-pressure, which has important practical value for ensuring the long-term stability of deep underground rock engineering. This project focuses on the long-term stability of surrounding tunnel in deep coal mine engineering. By using rock servo-controlled triaxial rheological system and rock acoustic emission measurement equipment, triaxial rheological experiment is carried out for deep rock material under the action of high seepage water-pressure. On basis of experimental results, triaxial rheological deformation behavior of rock material under the action of high seepage water-pressure is investigated and the evolution law of permeability coefficient is analysed. The effect of different water-pressure and seepage-stress coupled action on the rheological deformation and long-term strength of rock is explored. At the same time, this project will clarify the rheological damage behavior of rock under high water-pressure and complex loading path, and obtain evolution characteristics of long-term strength attenuation and time-effect failure mechanism of rock under the action of different seepage water-pressures. On theoretical aspect, triaxial rheological constitutive model of rock by taking into account the action of seepage water-pressure will be put forward and theoretical equation between seepage water-pressure and modelling parameters of rock rheology also will be constructed. The results will can be used to predict the long-term stability and to provide technical support and guidance basis for deep underground tunnel engineering under the action of high seepage water-pressure.
煤矿开采深度的逐渐增加,使得渗透水压在不断地升高,由此导致深部巷道围岩变形破坏更为严重,呈现出显著的流变大变形特点,因此研究深部高渗透水压作用下岩石流变力学特性,对于确保深部矿山地下工程长期稳定具有重要实践意义。本项目拟以深部矿山巷道围岩长期稳定与安全为研究目标,采用岩石全自动三轴流变伺服系统与岩石声发射测试仪等先进设备,开展高渗透水压作用下岩石三轴流变力学试验,研究高渗透水压作用下岩石流变变形特性,分析岩石长期流变过程中渗透系数的演化规律,探索不同水压力以及渗流-应力耦合作用对岩石流变变形与长期强度的影响,明确高水压以及复杂加载路径下岩石流变损伤特征,获取不同渗透水压作用下岩石长期强度衰减演化特征和时效破坏机理,提出考虑渗透水压作用的岩石三轴流变本构模型,建立渗透水压与岩石流变本构模型参数之间的理论关系式。研究结果可为深部矿山高渗透水压作用下巷道围岩长期稳定提供技术支持和指导依据。

结项摘要

地下工程开采深度的逐渐增加,使得渗透水压在不断地升高,由此导致深部地下工程围岩变形破坏更为严重,呈现出显著的流变大变形特点,因此研究深部高渗透水压作用下岩石流变力学特性,对于确保深部地下工程长期稳定具有重要实践意义。本项目拟以深部地下工程围岩长期稳定与安全为研究目标,采用岩石全自动三轴流变伺服系统与岩石变形损伤量测等先进设备,基于复杂状态下岩石瞬时力学特性试验结果,开展了高水压作用下岩石三轴流变力学试验,探讨了岩石流变参数(包括流变应变,稳定流变速率和黏滞系数)与轴向偏应力、水压的关系,讨论了水压与偏应力水平对饱和红砂岩流变变形的影响机理;研究了渗流应力耦合作用下岩石流变变形特性,分析了岩石长期流变过程中渗透特性的演化规律,探索了渗流-应力耦合作用对岩石流变变形与长期强度的影响,明确了复杂加载路径下岩石流变损伤特征,获取了不同渗透水压作用下岩石时效破坏机理;基于流变试验结果,建立了多个岩石非线性流变损伤本构模型,不仅可以合理描述岩石加速流变特征,而且可以反映岩石卸载流变特征。研究结果可为深部高渗透水压作用下地下工程围岩长期稳定提供技术支持和指导依据。

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
岩石巴西劈裂强度与裂纹扩展颗粒尺寸效应研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨圣奇;鞠杨;周小平;赵坚
  • 通讯作者:
    赵坚
高温后大理岩力学性质及其破坏规律研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈国飞;杨圣奇
  • 通讯作者:
    杨圣奇
Experimental investigation on mechanical damage characteristics of sandstone under triaxial cyclic loading
三轴循环荷载作用下砂岩机械损伤特性试验研究
  • DOI:
    10.1093/gji/ggv023
  • 发表时间:
    2015-05
  • 期刊:
    Geophysical Journal International
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Yin, Peng-Fei;Jing, Hong-Wen;Gui, Yi-Lin;Yu, Qing-Lei
  • 通讯作者:
    Yu, Qing-Lei
Numerical Modeling of Jointed Rock Under Compressive Loading Using X-ray Computerized Tomography
使用 X 射线计算机断层扫描对压缩载荷下节理岩石进行数值模拟
  • DOI:
    10.1007/s00603-015-0800-4
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Rock Mechanics and Rock Engineering
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Yu Qinglei;Zhu Wancheng;Yang Tianhong;Yu Qinglei;Yang Shengqi;Ranjith P. G.;Yang Shengqi;Ranjith PG
  • 通讯作者:
    Ranjith PG
煤样三轴循环加卸载力学特征颗粒流模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    煤炭学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    田文岭;杨圣奇;方刚
  • 通讯作者:
    方刚

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其他文献

阳灵隧道充填溶洞综合预报及突泥事故治理
  • DOI:
    10.16058/j.issn.1005-0930.2016.06.016
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    应用基础与工程科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蔚立元;韩立军;冉军林;杨圣奇;郑春梅
  • 通讯作者:
    郑春梅
基于Monte Carlo-BP神经网络TBM掘进速度预测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨圣奇;温森;赵延喜
  • 通讯作者:
    赵延喜
具有统计损伤的岩石塑性本构模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    岩石力学与工程学报,2004,23(12):1971-1975
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韦立德;徐卫亚;杨春和;杨圣奇
  • 通讯作者:
    杨圣奇
一种岩石非线性流变模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    河海大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于世海;倪红梅;杨圣奇
  • 通讯作者:
    杨圣奇
不同围压下断续预制裂隙大理岩扩容特性试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨圣奇;刘相如
  • 通讯作者:
    刘相如

其他文献

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杨圣奇的其他基金

深部盐水环境下岩石损伤劣化规律及二氧化碳渗透演化机理研究
  • 批准号:
    42077231
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
深部断续裂隙岩石强度特性及其变形破坏机理研究
  • 批准号:
    51179189
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    59.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
断续预制裂纹岩石三轴流变力学特性的试验与模型研究
  • 批准号:
    50709008
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

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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