深部巖體的工程特性研究

開展高地應(yīng)力高滲透壓條件下裂隙巖體的現(xiàn)場與室內(nèi)強(qiáng)度、流變和滲流試驗，研究深部裂隙巖體的變形機(jī)理與破壞準(zhǔn)則、滲透特性及水力耦合機(jī)理，建立反映深部地質(zhì)環(huán)境與工程擾動效應(yīng)的巖體水力耦合模型與分析方法；研究深部巖體的流變變形規(guī)律，建立高地應(yīng)力高滲透壓條件下裂隙巖體的流變模型與分析方法；研究深部工程巖體開挖過程的變形與滲流控制機(jī)理，提出深部巖體滲流和變形控制安全判據(jù)，為錦屏一級、二級水電站地下洞室群和引水隧洞等高地應(yīng)力高滲透壓條件下裂隙巖體的滲流和變形控制提供理論依據(jù)。研究成果在西部水電開發(fā)、核廢料地質(zhì)深層處置、深部采礦和石油開采等領(lǐng)域具有廣闊的工程應(yīng)用前景。 2100433B

以錦屏一、二級水電站存在的工程問題為背景，針對深部巖體長期處于三高一擾動復(fù)雜地質(zhì)力學(xué)的賦存環(huán)境，擬采用現(xiàn)場地震勘探、深部地應(yīng)力測量、超聲地震模型試驗、數(shù)值模擬實驗、智能反演等手段，通過地學(xué)、力學(xué)、工程科學(xué)的交叉綜合分析，研究深部巖體分區(qū)和地應(yīng)力分布規(guī)律等基礎(chǔ)科學(xué)問題。研究內(nèi)容有：（1）多波多分量地震勘探深部巖體地質(zhì)構(gòu)造技術(shù)研究；（2）深部地應(yīng)力聲波測量方法研究；（3）深部地應(yīng)力演化元胞自動機(jī)反 2100433B

本項目通過總結(jié)和分析深部巖體地應(yīng)力和裂隙水賦存規(guī)律，特別是深部巖體開挖擾動產(chǎn)生的二次應(yīng)力場及卸載特點(diǎn)，結(jié)合深部巖體裂隙的空間幾何分布特點(diǎn)，在宏細(xì)觀尺度下研究深部巖石、巖體結(jié)構(gòu)面在高圍壓、高滲透水壓聯(lián)合作用下的加卸載變形性質(zhì)與滲透特性，通過掃描電鏡對巖體裂隙在復(fù)雜應(yīng)力路徑下的起裂、擴(kuò)展和貫通機(jī)制進(jìn)行微細(xì)觀分析，分析研究單一巖體結(jié)構(gòu)面在深部地質(zhì)環(huán)境下的擴(kuò)展變形與滲透特性，研究高圍壓、高水壓作用下深部巖體多裂隙的相互作用及對巖體結(jié)構(gòu)面斷裂擴(kuò)展、變形性質(zhì)與滲透特性的影響，在此基礎(chǔ)上，建立深部裂隙巖體的應(yīng)力場、滲透場、損傷場相耦合的力學(xué)模型，并進(jìn)行深部巖體工程的穩(wěn)定性評價以及所引起的地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測預(yù)防。本項目的研究工作對推動深部裂隙巖體力學(xué)學(xué)科的發(fā)展有著重要的理論意義，也是我國深部能源和深層空間開發(fā)利用工程建沒中迫切需要解決的重大工程關(guān)鍵技術(shù)問題，其研究成果具有十分廣泛的應(yīng)用前景。

前言

第1章 緒論

1.1 深部資源開發(fā)是人類的必然選擇

1.2 深部巖體力學(xué)研究現(xiàn)狀

1.3 深部巖體力學(xué)研究的內(nèi)容

1.4 擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題

參考文獻(xiàn)

第2章 深部巖體力學(xué)的概念體系

2.1 深部的科學(xué)現(xiàn)象

2.2 深部工程災(zāi)害的成因

2.3 深部的分區(qū)及其特征

2.4 深部的科學(xué)定義

2.5 深部工程提出的挑戰(zhàn)

參考文獻(xiàn)

第3章 深部巖體地質(zhì)構(gòu)造精細(xì)探測

3.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

3.2 P-SV轉(zhuǎn)換波轉(zhuǎn)換點(diǎn)的精確解

3.3 三參數(shù)AVO反演技術(shù)和瓦斯突出危險區(qū)域預(yù)測

3.4 預(yù)測構(gòu)造煤分布的地球物理反演方法

參考文獻(xiàn)

第4章 深部巖體應(yīng)力場測試

4.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

4.2 深部地應(yīng)力場點(diǎn)-面分析測試方法

4.3 深部地應(yīng)力水壓致裂測試

4.4 深部地應(yīng)力超聲測量法

4.5 深部開采引起的采動應(yīng)力變化與礦層災(zāi)變失穩(wěn)機(jī)制

參考文獻(xiàn)

第5章 深部巖體力學(xué)特性及其工程響應(yīng)

5.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

5.2 深部開采巖體力學(xué)行為

5.3 深部開采工程巖體動力學(xué)特性及成災(zāi)機(jī)理

5.4 高應(yīng)力條件下礦巖動力學(xué)特性

參考文獻(xiàn)

第6章 深部采場覆巖移動規(guī)律及控制

6.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

6.2 采場覆巖關(guān)鍵層破斷與冒落規(guī)律

6.3 采動覆巖中關(guān)鍵層的復(fù)合效應(yīng)及其判別

6.4 深部采場突水機(jī)理與防治

6.5 深部厚煤層綜放開采可放性及覆巖移動規(guī)律

參考文獻(xiàn)

第7章 深部靜壓巷道圍巖穩(wěn)定性及其控制

7.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

7.2 深部靜壓巷道圍巖穩(wěn)定性控制原理

7.3 深部靜壓巷道工程設(shè)計方法

7.4 深部巷道工程穩(wěn)定控制方法

參考文獻(xiàn)

第8章 深部動壓巷道圍巖穩(wěn)定性及其控制

8.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

8.2 深部巷道圍巖力學(xué)性質(zhì)及其工程穩(wěn)定特點(diǎn)

8.3 深部動壓巷道圍巖控制原理

8.4 深部動壓巷道工程穩(wěn)定控制方法

8.5 深井開采沖擊礦壓試驗研究及控制技術(shù)

參考文獻(xiàn)第9章 深部多相多場耦合作用及其災(zāi)害發(fā)生機(jī)理　9.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

9.2 多相多場耦合作用條件下深部巖石破裂特性

9.3 深部開采巖體巖爆機(jī)理與礦巖誘導(dǎo)致裂

9.4 深部采空區(qū)誘發(fā)災(zāi)害機(jī)理與控制

參考文獻(xiàn)第10章 深部采場多相介質(zhì)多場耦合作用瓦斯?jié)B流規(guī)律　10.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

10.2 煤層氣和煤的NMRI機(jī)理研究

10.3 高孔隙壓低滲透煤層瓦斯運(yùn)移規(guī)律

10.4 煤和瓦斯突出發(fā)生機(jī)理及預(yù)測

參考文獻(xiàn)第11章 深部巖體分區(qū)破裂化及非線性動力學(xué)特性　11.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

11.2 巖體塊系結(jié)構(gòu)的成因及其特性

11.3 深部巖體峰后行為及其承載能力

11.4 區(qū)域破裂化現(xiàn)象

11.5 超低摩擦效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理、條件和規(guī)律

11.6 一維礦柱剪切失穩(wěn)與斷層剪切穩(wěn)定性問題

11.7 爆炸沖擊波作用下的等效靜力模型

11.8 巖石局部剪切變形的彈塑性模型與數(shù)值分析方法

參考文獻(xiàn)

第12章 深部巖石力學(xué)試驗系統(tǒng)與分析軟件

12.1 深部巖爆過程試驗系統(tǒng)

12.2 深部工程破壞過程模型試驗系統(tǒng)

12.3 深部巖石水理作用測試系統(tǒng)

12.4 新型真三軸巷道模型試驗臺

12.5 深部煤與瓦斯突出測試儀器

12.6 深部巖體區(qū)域化交替破裂現(xiàn)象模型試驗系統(tǒng)

12.7 深部軟巖工程大變形力學(xué)分析設(shè)計系統(tǒng)

參考文獻(xiàn)2100433B