裂隙岩体渗流应力耦合机制研究
裂隙岩体温度场—渗流场—应力场耦合问题的近场动力学模拟分析
中文摘要摘要随着国家经济建设的发展，越来越多的岩石工程涉及到多场耦合问题，裂隙岩体温度场-渗流场-应力场的耦合问题已经成为当前岩石工程的研究热点和研究难点。
由于实际岩石工程中裂隙岩体多场耦合作用所处地质环境的复杂性，以及室内试验方法的局限性，数值模拟方法是目前研究裂隙岩体多场耦合作用最有效的手段之一。
近场动力学理论是一种非局部理论，它采用空间积分法描述物质力学行为，在求解不连续问题时能够有效的避免解微分方程而产生的奇异性问题，对于处理材料的不连续问题具有较大的优势，同时由于近场动力学基于非局部理论，能很好的模拟热传导与地下水的渗流问题。
本文根据近场动力学的基本原理，建立了裂隙岩体破裂过程中温度场-渗流场-应力场耦合的数值计算模型，并编制相应的计算程序对该模型进行了验证和分析，论文主要的研究工作如下：①通过在基于键作用的近场动力学理论中引入切向键以模拟材料的剪切变形，从微观机理上完善了基于键作用的近场动力学本构模型，建立了近场动力学微观力学参数与宏观弹性常数之间的关系。
根据近场动力学柯西应力张量，建立了基于非普通状态的近场动力学理论损伤破坏模型，将物质点上的应力转化为键上的应力，并运用最大拉应力强度准则、莫尔-库仑强度准则双剪强度准则来判断键的破坏与否，再将每个物质点上断裂的键的数量与该物质点上包含键的总数的比值作为该物质点的损伤函数。
该模型成功的运用于模拟岩石三维裂纹的起裂、扩展和连接，并且得到了岩石破裂过程的应力应变曲线。
②根据热传导理论，并运用欧拉-拉格朗日方程推导了基于非局部理论的近场动力学热传导方程，建立了近场动力学微导热系数与材料宏观导热系数之间的关系；运用材料的热膨胀特性，将根据近场动力学热传导方程求解出的温度场转换为近场动力学物质点的变形梯度张量，再将变形梯度张量代入非普通状态近场动力学的力状态函数中，从而实现了岩体温度场与应力场的耦合。
③根据达西定律，推导了基于非局部理论的近场动力学渗流基本方程，运用质量守恒原理建立了一维和二维情况下宏观渗透系数与微观近场动力学渗透系数之间的关系。
《2024年裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论及应用研究》范文
《裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论及应用研究》篇一裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合理论及应用研究一、引言在地球科学与工程领域，裂隙岩体的渗流、损伤和断裂问题一直是研究的热点。
这些问题涉及到地质工程、岩石力学、水文学等多个学科，对矿产开采、地下水流动、地质灾害等领域具有重要的理论意义和实践价值。
然而，由于岩体内部结构的复杂性和不确定性，裂隙岩体的渗流、损伤和断裂行为呈现出高度复杂性和非线性。
因此，研究裂隙岩体渗流-损伤-断裂的耦合理论，对理解和掌握岩体的物理力学行为具有至关重要的意义。
本文将深入探讨裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合理论的研究现状、方法及实际应用。
二、裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合理论研究（一）渗流理论渗流理论是研究裂隙岩体中流体在岩体内部结构面（如裂隙、孔洞等）的流动规律和影响因素。
对于渗流现象的研究，学者们通过分析多孔介质的流动性质和岩体内部结构的特性，揭示了岩体内部流体的流动机制和传输规律。
此外，通过考虑流体的非达西效应和惯性效应等因素，对传统的达西定律进行了修正和拓展。
（二）损伤理论损伤理论是研究岩体在受到外力作用时，内部结构面的破坏和损伤机制的理论。
针对裂隙岩体，学者们通过分析裂隙的分布、大小、形状等特征，建立了不同形式的损伤模型。
这些模型考虑了岩体的各向异性、非均匀性等特点，并基于连续介质力学和断裂力学理论，描述了岩体的损伤演化过程和损伤变量的变化规律。
（三）断裂理论断裂理论是研究岩体在达到其极限状态时发生断裂的机理和过程的理论。
针对裂隙岩体，断裂的发生与扩展受多种因素影响，如应力状态、裂纹的形态、材料的不均匀性等。
通过建立适当的断裂力学模型，可以分析裂纹的扩展路径、速度和方向等关键参数，从而预测岩体的断裂行为。
（四）耦合理论研究在上述理论的基础上，学者们进一步研究了渗流、损伤和断裂之间的耦合关系。
通过建立耦合模型，可以更全面地描述裂隙岩体的物理力学行为。
这些模型考虑了流体在岩体内部结构面的流动对岩体损伤和断裂的影响，以及损伤和断裂对流体流动的反馈作用。
《2024年裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论及应用研究》范文
《裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论及应用研究》篇一裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合理论及应用研究一、引言在地球科学与工程领域，裂隙岩体的渗流、损伤和断裂问题一直是研究的热点。
岩体的力学行为和渗流特性直接关系到资源开发、地下工程建设以及地质灾害的防控等多个方面。
随着科学技术的发展，人们逐渐认识到岩体中渗流、损伤与断裂之间存在着紧密的耦合关系。
因此，对裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合理论及其应用的研究，具有重要的理论价值和现实意义。
二、裂隙岩体渗流理论在岩体工程中，渗流问题是最基本且关键的问题之一。
裂隙岩体的渗流过程受多种因素影响，包括岩体的孔隙结构、裂隙分布、渗透性等。
渗流理论的研究主要集中在渗流场与应力场的耦合分析上，探讨不同裂隙类型、大小、方向对岩体渗透性的影响，进而预测和控制地下水流运动。
三、损伤力学在岩体工程中的应用损伤力学是研究材料或结构在受力过程中内部损伤演化规律的科学。
在岩体工程中，损伤主要表现为岩体内部微裂纹的萌生、扩展和贯通。
通过对岩体损伤的定量描述，可以更好地理解岩体的力学行为和变形特性。
此外，损伤力学还可用于评估岩体的强度和稳定性，为地下工程的设计和施工提供依据。
四、裂隙岩体断裂理论断裂是岩体破坏的主要形式之一，其发生与岩体的材料性质、结构特征以及外部荷载密切相关。
裂隙岩体的断裂理论主要研究断裂的起因、过程和结果，以及断裂过程中能量的传递和分配。
通过断裂理论的分析，可以预测和控制岩体的破坏模式和破坏程度，为资源开发和地质灾害防控提供科学依据。
五、裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合理论渗流、损伤和断裂三者之间存在着密切的耦合关系。
在外部荷载作用下，岩体内部的裂隙会发生变化，导致渗流场的变化；而渗流的改变又会影响到岩体的应力分布和损伤演化；当损伤累积到一定程度时，可能导致岩体的断裂。
因此，建立裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合理论，对于全面理解岩体的力学行为和渗流特性具有重要意义。
六、应用研究1. 资源开发：在矿产资源开发、地下水开采等领域，通过应用裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合理论，可以更好地预测和控制资源开采过程中的渗流场变化和岩体破坏模式，提高资源开采的效率和安全性。
《2024年裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论及应用研究》范文
《裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论及应用研究》篇一一、引言随着工程建设的不断深入，岩体工程中的渗流、损伤和断裂问题日益突出，特别是在裂隙岩体中，这些问题更是成为了研究的热点。
裂隙岩体因其特有的地质构造和物理特性，使得其渗流、损伤和断裂行为具有显著的复杂性和特殊性。
因此，研究裂隙岩体渗流—损伤—断裂的耦合理论，不仅有助于理解岩体的力学行为，也有助于指导实际工程的设计和施工。
二、裂隙岩体渗流理论渗流是岩体中流体运动的一种基本现象，尤其在裂隙岩体中，流体的运动规律直接影响到岩体的稳定性和力学行为。
裂隙岩体渗流理论主要研究的是流体在裂隙中的流动规律，包括流体的物理性质、裂隙的几何特征以及流体的运动方程等。
目前，常见的裂隙岩体渗流理论有达西定律、非达西定律等。
三、损伤理论在裂隙岩体中的应用损伤是指材料或结构在受力或环境作用下，其内部产生微观或宏观的缺陷，导致材料或结构的性能降低。
在裂隙岩体中，损伤主要表现为岩体的强度降低、变形增大等。
损伤理论在裂隙岩体中的应用主要表现在以下几个方面：一是通过研究损伤的演化规律，预测岩体的长期强度和稳定性；二是通过建立损伤本构模型，描述岩体的力学行为；三是通过分析损伤与渗流、断裂的耦合关系，揭示岩体的破坏机制。
四、断裂理论及在裂隙岩体中的应用断裂是岩体的一种基本破坏形式，也是工程中需要重点关注的问题。
在裂隙岩体中，断裂不仅与岩体的强度和稳定性有关，还与流体的运动和渗流有关。
断裂理论主要研究的是材料或结构的断裂过程和断裂机制，包括裂纹的扩展、能量释放等。
在裂隙岩体中，断裂理论的应用主要包括以下几个方面：一是通过分析裂纹的扩展规律，预测岩体的破坏模式；二是通过建立断裂力学模型，描述裂纹的扩展过程；三是通过研究断裂与渗流、损伤的耦合关系，揭示岩体的破坏机理。
五、裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论及应用裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论是指综合考虑渗流、损伤和断裂对岩体稳定性和力学行为的影响的理论。
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《裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论及应用研究》篇一一、引言岩体裂隙中的渗流现象与岩体的损伤、断裂现象在自然地质现象以及工程实践中都具有极其重要的研究意义。
为了进一步深化对这些过程的理解与掌控，本篇文章将对裂隙岩体中的渗流—损伤—断裂的耦合理论进行探讨，并分析其在工程实践中的应用。
二、裂隙岩体渗流理论岩体中的裂隙是地下水流动的主要通道，其渗流特性直接影响着岩体的稳定性和力学性能。
渗流理论主要研究的是流体在多孔介质中的流动规律，特别是在裂隙岩体中，其流动规律受裂隙的几何形态、大小、分布以及流体物理性质等多重因素影响。
渗流理论的核心在于通过数学模型来描述流体在岩体裂隙中的流动过程，包括流速、流量以及压力分布等。
三、损伤理论在岩体中的应用损伤理论是研究材料或结构在受力过程中内部微结构变化和劣化过程的理论。
在岩体中，损伤主要表现为岩体内部裂纹的扩展和连通，这会导致岩体强度和刚度的降低。
通过引入损伤变量，可以定量描述岩体的损伤程度，并建立与应力、应变等物理量之间的关系。
损伤理论的应用主要包括对岩体稳定性分析、岩石力学性能预测等。
四、断裂理论与岩体破坏断裂理论是研究材料或结构在达到一定条件下发生断裂的规律和机制的理论。
在岩体中，断裂往往与损伤密切相关，当损伤累积到一定程度时，岩体便可能发生断裂破坏。
断裂理论不仅包括对断裂过程的描述，还包括对断裂后岩体稳定性的分析。
通过对断裂过程的研究，可以更好地理解岩体的破坏机制和预测其破坏模式。
五、渗流—损伤—断裂的耦合理论渗流—损伤—断裂的耦合理论是将上述三个理论相互结合，综合考虑流体在岩体裂隙中的渗流过程、岩体的损伤过程以及由此引起的断裂过程。
这种耦合关系在理论上更加全面地描述了岩体的力学行为和渗流特性，有助于更准确地预测和评估岩体的稳定性和安全性。
六、应用研究裂隙岩体渗流—损伤—断裂的耦合理论在工程实践中有着广泛的应用。
例如，在地下工程建设中，通过对该理论的深入研究，可以更好地预测和评估地下工程的稳定性和安全性；在石油、天然气等能源开采中，该理论有助于优化开采方案和提高开采效率；在地质灾害防治中，该理论有助于预测和评估地质灾害的发生概率和影响范围，为灾害防治提供科学依据。
裂隙岩体渗流应力耦合状态下裂纹扩展机制及其模型研究
此外，裂隙岩体应力-损伤-渗流耦合理论还可以应用于岩体环境保护和灾害防 治等领域。例如，在核废料处理中，该理论可以帮助评估岩体的长期稳定性； 在地质灾害防治中，该理论可以预测和控制岩体的变形和破坏行为。
总结与展望
本次演示对裂隙岩体应力-损伤-渗流耦合理论进行了详细的介绍、分析和应用。 通过理论分析、实验研究和工程应用，验证了该理论在裂隙岩体研究中的重要 性和有效性。该理论的应用有助于深入了解裂隙岩体的力学和渗流特性，为相 关领域的工程实践提供有益的参考。
二、多重裂隙网络模型
多重裂隙网络模型是一种新的数值模型，它考虑了岩体内部复杂的裂隙网络和 多孔介质性质。这个模型通过建立一个细致的裂隙网络，模拟了岩体内部应力 场和渗流场的交互作用。
首先，该模型基于真实的岩体结构，通过图像处理和计算机视觉技术，从实验 或实际工程中获取的岩体图像中提取出裂隙网络。然后，通过有限元方法，该 模型能够在数值模拟中反映这些裂隙的真实分布和性质。
研究方法
本次演示采用实验研究和数值模拟相结合的方法，对裂隙岩体在渗流应力耦合 状态下的裂纹扩展机制进行探讨。首先，设计一组室内实验，制备具有不同裂 缝特征的裂隙岩体试件，通过对其加卸载和渗流监测，研究其应力应变关系和 裂缝扩展特征。然后，利用数值模拟方法，建立裂隙岩体三维模型，模拟其在 渗流应力作用下的行为，对实验结果进行验证和分析。
实验结果与分析
通过实验研究，发现裂隙岩体在渗流应力耦合作用下，其裂缝扩展具有以下特 征：首先，裂缝扩展方向与渗流方向一致；其次，裂缝扩展速率与渗流应力成 正比；最后，裂缝扩展过程中伴随着渗流速率的增加。
模型建立与验证
基于实验结果，本次演示提出一个裂纹扩展的数学模型。该模型考虑了渗流应 力、裂缝面粗糙度和岩石弹性模量等因素，能够描述裂纹扩展的方向、速率以 及渗流速率的变化。通过将该模型应用于数值模拟，发现模拟结果与实验结果 基本一致，从而验证了模型的准确性和实用性。
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《裂隙岩体渗流—损伤—断裂耦合理论及应用研究》篇一裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合理论及应用研究摘要：本文旨在探讨裂隙岩体中渗流、损伤和断裂之间的耦合关系，并对其理论及应用进行深入研究。
文章首先介绍了裂隙岩体的基本特性及研究背景，然后详细阐述了渗流-损伤-断裂的耦合机制，接着分析了国内外研究现状，并给出了实际工程中的应用案例，最后总结了该研究的意义及未来研究方向。
一、引言随着能源开发、地下工程及地质灾害防治等领域的快速发展，裂隙岩体的稳定性问题愈发突出。
岩体中的渗流、损伤及断裂现象，对工程安全和环境保护具有重要意义。
裂隙岩体中渗流、损伤与断裂之间的相互作用机制十分复杂，三者的耦合关系直接关系到岩体的整体稳定性。
因此，对裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合理论及应用进行研究具有重要的理论价值和实际意义。
二、裂隙岩体基本特性与研究背景裂隙岩体是具有多尺度、多相性和非均匀性的地质介质。
岩体中的裂隙不仅影响岩体的渗流特性，还对岩体的强度和稳定性产生重要影响。
因此，理解裂隙岩体的基本特性及其对外部因素（如渗流、荷载等）的响应机制，是研究渗流-损伤-断裂耦合关系的基础。
三、渗流-损伤-断裂的耦合机制1. 渗流对岩体损伤与断裂的影响：岩体中的渗流会导致岩体内部应力分布的改变，进而引发或加速岩体的损伤与断裂。
2. 损伤对渗流特性的影响：岩体发生损伤后，其内部结构发生变化，导致渗流路径和渗流速度发生改变。
3. 断裂与渗流的相互影响：岩体中的断裂面往往成为渗流的通道，而渗流也会对断裂面的扩展和稳定性产生影响。
四、国内外研究现状及分析近年来，国内外学者在裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合关系方面取得了显著的进展。
在理论方面，建立了基于连续介质和离散介质的多尺度模型，为研究提供了理论支持。
在应用方面，已将该理论成功应用于地下工程、能源开发及地质灾害防治等领域。
然而，仍存在一些挑战和问题需要进一步研究，如模型参数的确定、复杂环境下的实验验证等。
浅谈裂隙岩体渗流与应力耦合的问题
浅谈裂隙岩体渗流与应力耦合的问题许小东卢威张恒达摘要：针对工程岩体在渗流与应力相互作用下动态平衡体系中的变形及稳定，提出了裂隙岩体渗流与应力耦合的研究课题问题，结合岩体渗流的特性，分析了裂隙岩体应力与应变对渗透系数的影响情况，然后对裂隙岩体渗流插和应力场藕合作用及反演分析的思想和方法进行了论述，最后对目前裂隙岩体渗流场与应力场耦合的研究进展和存在的问题进行了介绍。
关键字：裂隙岩体, 渗流，耦合，反演分析Abstract: Engineering rock mass interaction in the seepage and stress the dynamic balance system，the deformation and stability of the fractured rock mass proposed coupling of seepage and stress research issues, combined with the characteristics of rock seepage analysis of the fractured rock mass stress and strain on the permeability coefficient of the situation, and then fractured rock coupled seepage and stress field of the role of insertion and inversion analysis of ideas and methods are discussed and finally the current fractured rock mass seepage field and stress field of research progress and there is The problem is introduced。
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Industrial Construction Vol.41，No.6，2011工业建筑2011年第41卷第6期115裂隙岩体渗流应力耦合机制研究张国玉1田晶莹1孙玉杰2王海超2（1.日照职业技术学院，山东日照276826；2．山东科技大学土木与建筑学院，山东青岛266000）摘要：隧洞开挖前，岩体中的地下水与围岩应力处于一种相对平衡状态，由于隧洞的开挖，一方面使地下水排泄有了新的通道，加速了水循环，破坏了原有的补给—运移—排泄系统的平衡；另一方面，造成围岩应力重分布，部分结构面由于增压而闭合，部分岩体卸荷松弛或产生剪切滑移，人为破坏了原有的地下水渗流条件，使得隧洞自身成为地下水向外排泄的地下廊道，导致突水灾害。
采用Monte-Carlo 方法建立二维离散裂隙网络，并将其导入UDEC 软件中的岩体结构离散裂隙网络介质模型（DFN ），依据此模型，采用离散单元法对裂隙岩体渗流特性、裂隙岩体洞室开挖力学特性以及裂隙岩体渗流应力耦合机制进行研究。
结合具体实例，对不考虑水力耦合和考虑水力耦合情况下在裂隙岩体中开挖洞室的洞周围岩的力学特性做了对比。
关键词：裂隙岩体；渗流场；应力场；耦合RESEARCH ON TRANSFUSION STRESS COUPLINGMECHANISM OF CREVASSE ROCK MASSZhang Guoyu 1Tian Jingying 1Sun Yujie 2Wang Haichao 2（1.School of Rizhao Polytechnic ，Rizhao 276826，China ；2.College of Civil Engineering and Architecture ，Shandong University of Science and Technoloqy ，Qingdao 266000，China ）Abstract ：Before a tunnel excavation ，the groundwater in the rock and the surrounding rock stress are in a state of relative balance ，because the excavation makes tunnel groundwater drain has a new channel ，thus accelerating the water cycle ，which destroyed balance of the original supplies-migration-the drainage system ；On the other hand ，the surrounding rock stress was redistributed and part of structural surface was closed due to pressurization ，part of unloading rock mass produced shear slippage ，which vandalized the original groundwater seepage condition ，thus making tunnel itself become an underground corridor to discharge water in different forms ，resulting in bursting water disasters．Monte Carlo method was used to establish 2-d discrete-fracture network ，which was input rock mass structure discrete fissure network medium model （DFN ），according to the model of the discrete element method in fractured rock mass seepage characteristics ，fracture rock cavern excavation mechanical characteristics and seepage stress coupling mechanism of fractured rock mass．Combined with concrete examples ，a comparison was done for cases of excavating caverns in fractured rocks with and without consideration of hydraulic coupling．Keywords ：the crevasse rock mass ；seepage field ；stress field ；coupling第一作者：张国玉，男，1979年出生，硕士。
E －mail ：90993979@qq．com收稿日期：2011－01－081渗流场与应力场的耦合作用在裂隙岩体渗流应力耦合分析中，最基本的是建立单裂隙渗流与应力的关系。
下面将以单裂隙渗流应力耦合中应力场对渗流场的作用以及渗流场对应力场的作用为重点内容展开论述。
1.1应力场对渗流场的作用从应力场改变地下水渗流场的影响作用机制来看，应力场主要改变的是裂隙结构面的隙宽。
由立方定律可知，裂隙面的渗流量与隙宽的三次方呈正比，隙宽的微小改变将引起渗流量的重大变化。
隙宽的大小受作用在裂隙面上的应力所控制，因此在探讨裂隙渗流特性时，必须考虑应力作用的影响。
以前考虑较多的是正应力对渗透性的影响，一般通过试验总结出岩体渗透性与应力之间的经验公式。
孔隙水压力变化会引起有效应力的变化，明显地改变裂隙张开度、流速和水压力在裂隙中的分布，裂隙渗流量随裂隙正应力增加而降低很快，进一步研究发现应力－渗透曲线有回滞现象。
随着卸载次数的增加，裂隙渗透性能降低，经过几次加卸载循环后，岩体的应力－渗透性曲线基本稳定。
据此有关学者提出了诸多的经验式来描述岩体渗透性随应力的变化［1－6］。
但这些公式都是在特定条件下得出的，尚要进一步验证才可应用推广。
由于裂隙剪切变形伴随有剪胀，同时也可能使裂隙面粗糙突起剪切掉，使裂隙面粗糙度和水力特性发生改变，因此剪应力对其渗透性的影响也不可忽视。
文献［3］对剪切变形与渗流耦合进行了试验探讨，结果发现：在不同应力作用下裂隙面由于剪切变形会使渗流量发生先减少（相应于剪缩），后来又增大（相应于剪胀）的变化。
从而得出裂隙面剪切变形对渗透系数的影响取决于裂隙面的几何形状、剪切位移和法向应力的大小。
文献［7］通过对规则、均匀和粗糙裂隙的渗流剪切试验，结合裂隙面受剪时的力学机理，研究了岩体裂隙在剪切荷载作用下的渗流特性，并对裂隙剪缩阶段过流能力的变化进行探讨。
试验结果表明，剪切荷载作用下，裂隙在剪切荷载作用下渗透性随剪应力的增加而降低，且渗透系数与剪应力有十分明显的线性关系。
天然裂隙具有复杂的物质成分、结构构造及物理力学特性，特别是在高应力下的水力特性更加复杂，这无疑给数值模拟带来了相当大的困难。
目前，单裂隙渗流与应力耦合的研究还远未达到令人满意的程度。
在数值模拟方面，应特别关注裂隙在复杂应力环境下的力学特性和水力学特性变化，岩体在复杂应力环境下产生塑性变形，被压碎或被碾磨，裂隙面附近的岩块也可能产生微裂隙。
因此单裂隙渗流应力耦合不应只是对立方定律的简单修正，应进一步考虑裂隙面的塑性变形，沟槽流现象及一些随机因素的影响。
1.2渗流场对应力场的作用裂隙岩体中渗流场的变化及地下水的作用（包括化学潜蚀作用、物理弱化效用和力学作用等）会引起应力场环境发生相应变迁，导致裂隙岩体的渗透变形，这种变形过程具有一定的时效性，表现在：1）地下水对裂隙结构面的物理化学作用，逐渐地减弱裂隙岩体的物理力学性质；2）地下水通过力学作用，对裂隙岩体中的结构面产生扩展作用。
2裂隙岩体渗流应力耦合数值模拟地下水在岩体裂隙中流动，在节理中具有流速与孔隙压力，会对裂隙周围岩块中应力场产生影响，使得围岩应力发生重分布，进而影响地下洞室稳定性。
本部分采用离散单元法进行固/液全耦合分析，研究地下水作用下裂隙岩体地下洞室所表现出来的力学性质及规律。
2.1几何模型地下洞室形状为马蹄形，隧洞宽4m，高7m，地下洞室顶拱中心距离地表300m。
根据相关理论研究成果，取数值模拟模型几何尺寸边长各为44m处进行数值模拟。
2.2水力学参数、物理力学参数、初始条件及边界条件此处假定存在于裂隙岩体裂隙中的流体为水，并采用实验室测得的常用水力学参数进行数值分析，使得计算与分析结果具有一定的普遍性。
水力学参数：流体密度ρ=1000kg/m3；节理渗透系数kj=2.38ˑ108m/s；节理一零法向应力时的初始水力开度azero=0.002m；节理一残余水力开度ares=0.0004m；节理二零法向应力时的初始水力开度azero=0.004m；节理二残余水力开度azero= 0.0005m。
岩体基本物理力学参数如表1。
表1基本物理力学参数Table1Basic physical mechanical parameters参数名称重力密度/（kN·m－3）颗粒密度/（g·cm－3）块体密度/（g·cm－3）吸水率/%饱水率/%饱水系数相对密度总孔隙率/%数值26 27 2.5 2.8 2.3 2.80.1 4.00.840.55 2.5 2.80.4 0.5由于地下洞室埋深于地下，因此可以假定地下水位在地下洞室之上，相当于整个模型都被“浸”在水中。
基于该假设，在模型四个边界上施加相应量值的静水压力，且静水压力沿竖直方向线性增加。
同时在模型中施加天然孔隙水压力，与边界水压力相平衡，以真实模拟地下水在裂隙岩体中的存在状态。
由于该部分主要是进行裂隙岩体渗流与应力耦合的数值模拟，进而对比考虑该耦合作用开挖地下洞室与不考虑耦合作用开挖地下洞室对裂隙岩体地下洞室围岩稳定性的影响。
因此，此处只关注引入水力环境前、后两个状态的差别，不关注地下水在裂隙岩体中的实时流速。
采用稳定流动计算模式，分析地下水在裂隙岩体中的流速场、孔隙水压力场以及存在于裂隙中的地下水对其周围围岩产生的应力场及位移场的影响。
116工业建筑2011年第41卷第6期裂隙岩体渗流应力耦合机制研究———张国玉，等117 2.3地下洞室开挖前应力场的形成取地下水位距地下洞室顶拱中心的距离300m，在开挖地下洞室前，令模型在天然地基应力场、重力场与孔隙水压力场作用下固结，经过迭代计算平衡后，得到模型的应力场（图1）。