岩体应力与渗流的耦合及其工程应用.PDFVIP

第25 卷 第 10 期 岩石力学与工程学报 Vol.25 No.10 2006 年 10 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct.，2006 岩体应力与渗流的耦合及其工程应用 1 2，3 张金才 ，王建学 (1. 美国知信公司，美国 Sugar Land ，TX 77478 ；2. 河北工程大学，河北 邯郸 056038 ；3. 清华大学 工程力学系，北京 100084) 摘要：岩体中应力与渗流的耦合对于工程应用十分重要。应用孔隙弹性力学理论，研究裂隙岩体与多孔介质岩体 的应力变化引起的渗透性变化。推导出应力与渗透系数的关系式，得出由于多孔介质含水层疏水及应力变化造成 的地表下沉计算公式。基于孔隙弹性理论，开发用于耦合应力与渗流的有限元计算软件。采用有限元方法耦合应 力与渗流的关系，模拟不同采宽条件下采煤工作面的采动影响特征，得出工作面围岩渗透性变化、覆岩破坏高度、 地表下沉与工作面几何参数的关系，这对于类似条件下的煤矿开采与设计有指导意义。 关键词：岩石力学；孔隙弹性理论；渗透性；裂隙岩体；多孔介质；覆岩破坏；地表下沉 中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2006)10 –1981 –09 库 COUPLED BEHAVIOR OF STRESS AND PERMEABILITY AND ITS 例 ENGINEERING APPLICATIONS 案 1 2，3 ZHANG Jincai ，WANG Jianxue E (1. Knowledge System ，Inc. ，Sugar Land ，TX 77478，USA；2. Hebei University of Engineering ，Handan ，Hebei 056038，China； A 3. Department of Engineering Mechanics ，Tsinghua University，Beijing 100084，China) C Abstract ：Changes in permeability due to stress variation in fractured porous rock media have important impacts on engineering design. Therefore，it is of vital importance to couple stress and fluid flow effects when dealing with 模 practical engineering problems. For example ，when mining near an aquifer ，the mining-induced stress redistributions cause changes in the inherent permeability ，which may result in water intrusion into the mining