基于细观力学的脆性岩石通用损伤模型

岩石是在形成和运移过程中经过各种改造的地质产物,因而具有复杂的非线性特征。这种特征在微观上主要表现为岩石结构的非连续性和不确定性,很难用传统的、基于线性分析基础之上的方法来描述。基于细观力学分析和通过尺度变化（宏观－细观－宏观）来考虑岩石材料体积表征单元内单个裂纹的贡献,提出了一个脆性岩石通用损伤模型。该模型根据对损伤变量或内变量的不同定义（如：宏观量和微观量）,可以表现为唯象模型和细观力学模型;通过对损伤变量或内变量的阶数的不同定义（如：标量、矢量和张量）,此模型亦可以表达为各向同性或各向异性损伤模型。     

脆性岩石的粘弹性损伤模型研究

首先介绍一个建立在热动力框架的宏观损伤模型,热动力势是宏观应变和损伤的函数,损伤则是一个标量.通过引入粘滞系数建立一个粘弹性损伤模型,来描述脆性材料的力学特性随损伤和时间的演化过程.运用模型对单轴拉伸、单轴压缩、蠕变和松弛等实验进行预测,模型预测能正确地描述脆性岩石的力学特性.     

岩石粘弹性模型辨识及参数反演

本文回顾了常用的几种岩石粘弹性本构模型，依据蠕变柔量的概念，用位移和蠕变柔量两步反分析法从粘弹性本构模型的一般表达式中辨识出岩石的本构模型.先由相应的位移实测值用解析法反演岩石的蠕变柔量，再由岩石的蠕变柔量运用非线性优化技术辨识出岩石本构模型表达式，最后进一步由模型参数反算出岩体的粘弹性参数.文中最后给出了工程实例.     

饱和非饱和岩石损伤软化统计本构模型

基于概率论和损伤力学讨论了岩石在荷载作用下的破坏、损伤和变形等特征．在混合物理论基础上，建立了饱和和非饱和岩石损伤软化统计本构模型．该模型能反映岩石在单轴抗压试验中初始加载阶段全应力应变由线稍向上凹曲的特征，以及在岩石受力过程中损伤和空隙(或孔隙)中流体对应力应变关系所起的作用．     

低渗透岩石渗透率与孔隙率演化规律的气渗试验研究

低渗透岩石是地下石油和天然气储存、CO2储存、核废料处置的主要介质和地质环境,也是水利水电等工程建设中常见的一种复杂介质。利用河海大学与法国国家科研中心里尔力学研究所共同研发的低渗透岩石惰性气体渗透试验系统,以氩气为渗透介质,测试了3种低渗透岩石在不同围压作用下的有效孔隙率和气体渗透率的变化规律,分析和讨论了孔隙率和渗透率随围压的变化关系以及孔隙率与渗透率之间的函数关系。试验结果表明,对低渗透岩石,随着围压的增大,孔隙率和渗透率呈指数函数关系递减,试样BSE微观结构图像结果也表明了围压与孔隙结构的相关关系;在不考虑孔隙坍塌效应时,渗透率与孔隙率之间符合幂函数关系。