巖石巖體流變及其工程應(yīng)用

1、目 錄1.引言12.巖石（巖體）流變的基本概念23.巖石（巖體）流變?cè)囼?yàn)研究現(xiàn)狀24.巖石（巖體）流變的本構(gòu)關(guān)系44.1經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?4.2元件組合模型44.3損傷斷裂流變模型54.4內(nèi)時(shí)本構(gòu)模型65.流變模型辨識(shí)及參數(shù)確定66.巖石（巖體）時(shí)效強(qiáng)度77. 巖石（巖體）流變?cè)诠こ讨械膽?yīng)用78.小結(jié)與展望89.致謝910.參考文獻(xiàn)9巖石（巖體）流變及其工程應(yīng)用摘要：本文巖石（巖體）流變的基本概念，流變?cè)囼?yàn)的研究現(xiàn)狀，流變本構(gòu)模型，流變模型辨識(shí)及參數(shù)確定以及巖石（巖體）流變?cè)诠こ讨械膽?yīng)用，并分析了巖石（巖體）流變研究的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：巖石（巖體）流變 試驗(yàn) 模型辨識(shí) 本構(gòu)模型 參數(shù)確定 工程應(yīng)用 A

2、bstract: The author has expounded the basic concept of rheology of rock or rock mass ，research status of testing of rheology ，constitutive model and model identification of rheology and parameters confirming. The author also describe the application of rheology in practicing, and give a prediction o

3、f the searching of rheolog of rock or rock massKey words: rheology of rock or rock mass，testing ，model identification ，constitutive model，parameters confirming, application in practicing1.引言許多巖石中都有流變特性。流變特性和時(shí)效特征也是以解釋和分析地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象和進(jìn)行巖體工程長(zhǎng)期穩(wěn)定性預(yù)測(cè)的重要依據(jù)。70年代以來迅速發(fā)展的反分析方法為解決這一問題提供了有效的手段，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在這方面做了大量的研究工作，也取

4、得了豐碩的成果。本文在查閱這些成果的基礎(chǔ)上對(duì)流變的研究現(xiàn)狀及相關(guān)知識(shí)做了闡述，并提出展望。2.巖石（巖體）流變的基本概念巖石（巖體）的應(yīng)力、位移、強(qiáng)度指標(biāo)等力學(xué)物理量隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象或過程就是巖石（巖體）的流變。巖體流變主要包括四個(gè)方面：蠕變；應(yīng)力松弛；長(zhǎng)期強(qiáng)度：彈性后效；蠕變指應(yīng)力不變時(shí)，應(yīng)變隨時(shí)間增加而增長(zhǎng)的現(xiàn)象；應(yīng)力松弛指的是當(dāng)應(yīng)變不變時(shí)，應(yīng)力隨時(shí)間的增加而減小的現(xiàn)象；由于巖石，巖體流變效應(yīng)，巖石（巖體）的強(qiáng)度降低并逐步趨于一個(gè)最低值，這個(gè)最低值就是巖石的長(zhǎng)期強(qiáng)度；彈性后效指加載或卸載時(shí)，彈性應(yīng)變滯后于應(yīng)力的現(xiàn)象。3.巖石（巖體）流變?cè)囼?yàn)研究現(xiàn)狀1929年美國(guó)流變學(xué)會(huì)成立，被公認(rèn)為是流

5、變學(xué)歷史的新紀(jì)元。隨著20世紀(jì)五、六十年代流變學(xué)(Rheology)理論的成熟。50年代以來，流變學(xué)在巖土工程領(lǐng)域內(nèi)的研究和應(yīng)用取得了很大的進(jìn)展，使巖土工程流變力學(xué)發(fā)展成為工程力學(xué)的一個(gè)獨(dú)立分支。近20年來，由于巖土流變實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測(cè)試方法的逐步完善，以及廣泛的國(guó)際學(xué)術(shù)交流，促使了巖土流變實(shí)驗(yàn)和理論研究的迅速發(fā)展。國(guó)外自20世紀(jì)以來，即開始對(duì)巖石流變特性及其本構(gòu)關(guān)系開展大量試驗(yàn)。DWHobbs21(1909)研究了七種巖石單軸壓縮的應(yīng)力應(yīng)變時(shí)間的關(guān)系，并給出了軸向的應(yīng)變一時(shí)間關(guān)系式：1939年Griggs22發(fā)表了他的研究成果,提出砂巖、泥板巖和粉沙巖等類巖石中,當(dāng)荷載達(dá)破壞荷載的12. 5%

6、80%時(shí),就發(fā)生蠕變的觀點(diǎn)。在當(dāng)時(shí)，巖石的流變現(xiàn)象尚未引起人們的注意，直到五十年代由于工程(如坎基、采礦等)的需要，巖石材料的試驗(yàn)和理論研究才得到了快速的發(fā)展，室內(nèi)對(duì)巖石的單軸壓縮、雙軸壓縮及三軸壓縮等受力條件下的流變特性，在1955年的第五屆國(guó)際大壩會(huì)議上，葡萄牙學(xué)者Rocha發(fā)表了安哥拉Bio Pio水電圓形隧洞中水壓法試驗(yàn)的流變資料。HunscheU23(1985)和Plischke.I24 (1989)在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)長(zhǎng)15米、高4米的兩個(gè)巖鹽礦柱進(jìn)行了長(zhǎng)期蠕變?cè)囼?yàn)研究，結(jié)果表明，室內(nèi)小尺寸巖樣的蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果與兩個(gè)大礦柱的蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果定性上相吻合，即可用相同的流變力學(xué)模型和本構(gòu)方程來描述。Ma

7、tsumoto(1996) 25對(duì)沉積軟巖進(jìn)行了蠕變特性試驗(yàn)及相關(guān)數(shù)學(xué)模型的研究；Malan2628 (1997，1998，1999)在研究南非金礦深部開采巖體的破裂機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)于埋深2000m以上的巖石，即使是堅(jiān)硬的石英巖和火成巖，近年來,巖石的流變?cè)囼?yàn)得到了進(jìn)一步的發(fā)展,取得了一些新的成果。李永盛采用伺服剛性機(jī)對(duì)粉砂巖，大理巖、紅砂巖和泥巖4種不同巖性的巖石進(jìn)行了單軸壓縮條件下的蠕變和松弛試驗(yàn),指出在一定的常應(yīng)力作用下,巖石材料一般都出現(xiàn)蠕變速率減小、穩(wěn)定、增大三個(gè)階段,但各階段出現(xiàn)與否及其延續(xù)的時(shí)間,則與所觀測(cè)的巖石性質(zhì)和所施加的應(yīng)力水平有關(guān);巖石的松弛曲線具有連續(xù)型和階梯型兩種典型的變

8、化規(guī)律,前者和一般的連續(xù)介質(zhì)比較接近,而后者則具有非連續(xù)性和突變性的特征;蠕變?cè)囼?yàn)所揭示的巖石長(zhǎng)期強(qiáng)度指標(biāo)明顯小于相同材料的瞬時(shí)強(qiáng)度,巖石材料破裂后仍有殘余強(qiáng)度。吳玉山10 (1986) 對(duì)具有軟弱夾層及斷層破碎帶的不良巖體，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)流變?cè)囼?yàn)，并根據(jù)推廣的開爾文模型，確定了有關(guān)流變參數(shù)；夏才初39（1990)對(duì)錫礦山南礦頁(yè)巖三組不同尺寸試件進(jìn)行單軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn)研究，對(duì)巖石流變性的尺寸效應(yīng)進(jìn)行了探討結(jié)果表明，巖石流變特性是具有尺寸效應(yīng)的，不同尺寸巖石試件均可用相同的流變力學(xué)模型和本構(gòu)方程來描述，但不同尺寸巖石之間的流變模型參數(shù)的數(shù)值存在較大差異，巖石的瞬時(shí)彈性模量和粘彈性模量均隨試件尺寸增大而

9、呈冪律衰減關(guān)系，而巖石的枯性交形能力則隨試件尺寸的增大而增強(qiáng)，據(jù)此可以利用模型參數(shù)隨尺寸的變化規(guī)律來外推巖體流變力學(xué)模型參數(shù)，從而供巖體工程穩(wěn)定性分析用；徐平11 (1992)和夏熙倫12 (1996)分別介紹了有關(guān)長(zhǎng)江三峽花崗巖及巖體結(jié)構(gòu)面蠕變?cè)囼?yàn)研究成果及基于監(jiān)測(cè)資料的蠕變參數(shù)反演成果，同時(shí)分析了船閘高邊坡巖體時(shí)效特征的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，探討了巖體流變參數(shù)對(duì)邊坡穩(wěn)定的敏感性。張奇華進(jìn)行了鏈子崖危巖體軟弱夾層的室內(nèi)剪切流變?cè)囼?yàn)，根據(jù)蠕變曲線的特征，建議可采用以Burgers復(fù)合黏彈性模型和KelvinVoigt模型來分別描述當(dāng)剪應(yīng)力大于和小于其長(zhǎng)期強(qiáng)度時(shí)的兩種蠕變曲線。張向東(1997)對(duì)硅藻巖進(jìn)

10、行了室內(nèi)蠕變?cè)囼?yàn)，結(jié)果表明：硅藻巖蠕變性強(qiáng)，其蠕變變形量為瞬時(shí)變形量的200以上；硅藻巖強(qiáng)度則隨時(shí)間而弱化，荷載作用時(shí)間越長(zhǎng)，其強(qiáng)度越低。硅藻巖的流變特性符合Burgers模型。 劉繪新13 (2002)研制了能加溫加壓的常規(guī)三軸蠕變?cè)囼?yàn)裝置，對(duì)深層鹽巖進(jìn)行了常規(guī)三軸蠕變?cè)囼?yàn)，探討了溫度和圍壓對(duì)鹽巖蠕變特性的影響關(guān)系，指出圍壓越大，變形率越小，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)蠕變和加速蠕變的時(shí)間越晚，第階段越明顯，越不容易進(jìn)入加速蠕變階段，而溫度越高，發(fā)生穩(wěn)定蠕變和加速蠕變的時(shí)間越早，巖石的長(zhǎng)期強(qiáng)度越低，越容易進(jìn)入加速蠕交階段。另外,近年來計(jì)算機(jī)斷層識(shí)別技術(shù)即CT( computerized tomography)技

11、術(shù)以其無擾動(dòng)、可多層面分析和能采用國(guó)際標(biāo)淮試件等優(yōu)點(diǎn)受到巖土力學(xué)研究者的關(guān)注。CT識(shí)別巖石損傷不但可以無擾動(dòng)巖樣損傷檢測(cè),更重要的是通過CT圖像、CT數(shù)大小和CT數(shù)定量地與巖石損傷變量和損傷擴(kuò)展聯(lián)系起來,為建立巖石蠕變損傷擴(kuò)展本構(gòu)關(guān)系奠定基礎(chǔ)。4.巖石（巖體）流變的本構(gòu)關(guān)系巖石流變本構(gòu)模型的研究就是探討用什么樣的本構(gòu)方程來描述巖石材料的應(yīng)力- 應(yīng)變- 時(shí)間之間的關(guān)系,既能準(zhǔn)確反映巖石的流變特性,又要考慮到實(shí)際工程應(yīng)用的可行性。4.1經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ土髯凅w的應(yīng)力、應(yīng)變和時(shí)間之間的關(guān)系很復(fù)雜,不便于用一般的函數(shù)關(guān)系表示。經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪歉鶕?jù)不同試驗(yàn)條件及不同巖石種類求得的數(shù)學(xué)表達(dá)式,也稱為流變體的經(jīng)驗(yàn)方程。經(jīng)驗(yàn)

12、模型中主要有老化理論、遺傳流變理論、流動(dòng)理論和硬化理論等幾種流變方程理論。老化理論中，常用冪函數(shù)型、對(duì)數(shù)型、指數(shù)型以及三種混合的經(jīng)驗(yàn)公式來描述巖石的衰減蠕變和等速蠕變。典型的經(jīng)驗(yàn)方程的通常形式為：（t）=0+1（t）+2（t）+3（t）其中（t）為t時(shí)刻的應(yīng)變；0為瞬時(shí)應(yīng)變，1（t）為初始段應(yīng)變；2（t）為等速段應(yīng)變；3（t）為加速段應(yīng)變。4.2元件組合模型組合模型的基本原理是按照巖石的彈性、塑性和粘滯性性質(zhì)設(shè)定一些基本元件,然后根據(jù)巖石具體的性質(zhì),將其組合成能基本反映巖石流變屬性的本構(gòu)模型,來模擬實(shí)際巖石的應(yīng)力- 應(yīng)變關(guān)系。通過調(diào)整模型的參數(shù)和組合元件的數(shù)目,使模型的應(yīng)力- 應(yīng)變曲線與試驗(yàn)結(jié)

13、果相一致。巖石流交元件模型中著名的有Maxwell模型、Kelvin模型、Bingham模型、Burgers模型、西原模型等等。還有學(xué)者將若干個(gè)相同模型串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成更復(fù)雜的廣義模型，如廣義馬克斯韋爾模型、廣義開爾文模型、廣義伯格斯模型等即屬于這類模型。此外還有一類模型叫層疊模型它認(rèn)為巖石介質(zhì)是由承受同一應(yīng)變的若干分層組成，且總應(yīng)力為各個(gè)分層的應(yīng)力之和，因此用一定數(shù)量的廣義開爾文模型層疊，并賦予它們不同的權(quán)重，以此來模擬整體巖石的流變。經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃徒M合模型都是針對(duì)一維情況而言,迄今為止還沒有人通過三維試驗(yàn)總結(jié)出三維經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?也沒有用元件組合成一個(gè)三維組合模型。模型理論中的流變?cè)馨褞r石流變的復(fù)

14、雜特性用直觀的方法表現(xiàn)出來，有助于從概念上認(rèn)識(shí)變形的彈性分量和粘塑性分量，并且其數(shù)學(xué)表達(dá)式能直接描述蠕變、應(yīng)力松弛及穩(wěn)定變形，是一種較好的巖石流變模型理論，所以巖石流變的非線性元件模型，仍是目前巖石流變力學(xué)理論研究中的一個(gè)重要課題。4.3損傷斷裂流變模型由于巖石是一種典型的非連續(xù)、非均質(zhì)缺陷材料,因而將損傷、斷裂力學(xué)引入巖石的流變研究就是必然的和自然的。隨著損傷斷裂力學(xué)方法在巖石力學(xué)研究中的不斷發(fā)展，在巖體損傷斷裂流變模型的研究與應(yīng)用方面，也取得了不少進(jìn)展。目前，關(guān)于損傷力學(xué)在巖石力學(xué)中應(yīng)用的研究成果非常豐富，但將損傷力學(xué)用于巖石流變模型研究的成果卻較少。FossumAF28 (1993)將連

15、續(xù)介質(zhì)損傷力學(xué)應(yīng)用于鹽巖的流變分析中，研究了損傷引起的非彈性流動(dòng)，從過渡到蠕變階段開始，并在加速蠕變階段損傷累積，直至破壞的過程。肖洪天15 (2000)建立了裂隙-巖體的損傷流變本構(gòu)模型，并采用該模型對(duì)長(zhǎng)江三峽永久船閘高邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。任建喜首次對(duì)單軸壓縮巖石蠕交損傷擴(kuò)展特性進(jìn)行了實(shí)時(shí)分析試驗(yàn)，得到了巖石蠕變損傷演化全過程的細(xì)觀機(jī)理，研究了蠕變損傷演化過程中裂紋寬度、長(zhǎng)度的演化規(guī)律，并定義了CT數(shù)減小速率的概念來分析巖石蠕變損傷第三階段的門檻值。秦躍平16 (2002)等認(rèn)為巖石的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)^程曲線、蠕變特性曲線以及松弛特性曲線之間存在著某種本質(zhì)上的聯(lián)系，由此提出了兩個(gè)損傷產(chǎn)生的基

16、本假設(shè)，并推導(dǎo)了適合于任何應(yīng)交不減小的加載和卸載過程的損傷演化統(tǒng)一微分方程。損傷的概念簡(jiǎn)單、清楚,但對(duì)巖石而言,其度量則相當(dāng)困難。目前尚無直接的可驗(yàn)證的方法?；谖?細(xì))觀方法所建立的流變模型,由于巖石(體)中裂紋及斷裂的幾何形狀復(fù)雜、充填、閉合、相互影響與假設(shè)不附,其局限性相當(dāng)明顯。4.4內(nèi)時(shí)本構(gòu)模型巖石在蠕變過程中內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生變化和調(diào)整并伴隨著損傷，這一過程必將帶來能量的耗散并由此導(dǎo)致系統(tǒng)的熵的增加，故巖石的蠕變過程是一個(gè)不可逆熱力學(xué)過程，屬于變形熱力學(xué)的研究范疇。內(nèi)時(shí)理論最早是由Valanis提出，它是建立在以內(nèi)變量理論為基本網(wǎng)絡(luò)的不可逆熱力學(xué)基礎(chǔ)上，通過對(duì)變量的材料內(nèi)部組織不可

17、逆變化所滿足的熱力學(xué)約束條件的研究，得出內(nèi)變量變化所必須滿足的規(guī)律從而給出了具體材料在具體條件下不可逆熱力學(xué)變量的變化途徑。內(nèi)時(shí)本構(gòu)方程是以熱力學(xué)的基本概念、基本參量(自由能、熵、內(nèi)變量等)、熱力學(xué)第一和第二定律、Coleman關(guān)系式等一般的原理推導(dǎo)出來，這些原理對(duì)所有耗散型材料都成立，因此內(nèi)時(shí)理論的一個(gè)重要特點(diǎn)就是，對(duì)于所有耗散材料來說，本構(gòu)方程具有不變的形式。以不可逆熱力學(xué)為基本原理而導(dǎo)出的巖石流變內(nèi)時(shí)模型,可以比較準(zhǔn)確地反映巖石的流變特性,且具有三維形式。若恰當(dāng)?shù)囟x內(nèi)蘊(yùn)時(shí)間,該模型有廣泛的適用性。但內(nèi)時(shí)模型待定參數(shù)較多,在復(fù)雜應(yīng)力條件下求解十分復(fù)雜甚至是困難的,目前的應(yīng)用還較少。5.流

18、變模型辨識(shí)及參數(shù)確定根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)或者室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果研究巖石的流變模型及流變參數(shù)是巖石力學(xué)的重要內(nèi)容之一，也是一個(gè)難點(diǎn)，特別是對(duì)于分級(jí)荷載方法得到的不同應(yīng)力水平下的流變?cè)囼?yàn)結(jié)果。本構(gòu)模型的辨識(shí)，包括模型結(jié)構(gòu)及其參數(shù)的確定通?？梢苑譃閮深悾活愂钦治龇捶?，即通過正向思維基于試驗(yàn)結(jié)果和經(jīng)典力學(xué)的一種正分析建模和確定參數(shù)的方法；另一類是反分析方法，即采用逆向思維基于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量或者試驗(yàn)結(jié)果的模型辨識(shí)和參數(shù)反演的方法。由于實(shí)際工程中巖體位移量測(cè)較易實(shí)現(xiàn)，故以位移為基礎(chǔ)信息的位移反分析法采用得最廣泛位移反分析法按其采用的計(jì)算方法可分為數(shù)值法(有限元法，邊界元法等)和解析法逆解法僅適用于線彈性等比較簡(jiǎn)單的問題，該方

19、法目前采用得較少。直接法又稱為直接逼近法也稱優(yōu)化反演法，它把參數(shù)反演問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)目標(biāo)函數(shù)的尋優(yōu)問題，直接利用正分析獲得過程和格式通過迭代計(jì)算誤差函數(shù)，逐次修正未知參數(shù)的。試算值，直到獲得“最優(yōu)值”。從辨識(shí)方法來說主要有回歸方法、最小二乘法、模式搜索法、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法等。隨著智能科學(xué)的快速發(fā)展，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由于其既具有對(duì)非線性映射函數(shù)的無限逼近能力，又具有優(yōu)化計(jì)算的能力，將其用于巖石流變本構(gòu)模型辨識(shí)的研究目前還比較少見，有待進(jìn)一步探索。6.巖石（巖體）時(shí)效強(qiáng)度巖石時(shí)效強(qiáng)度及分析一個(gè)重要問題，它對(duì)分析巖石工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定性具有實(shí)際意義。時(shí)效強(qiáng)度是巖石材料的重要特征。想象中好象巖石的強(qiáng)

20、度是一個(gè)定值，其實(shí)不然，巖石的強(qiáng)度是時(shí)間的函數(shù)，隨時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。時(shí)間趨于無窮大時(shí)，巖石（巖體）的強(qiáng)度即為長(zhǎng)期強(qiáng)度。長(zhǎng)期強(qiáng)度的確定有兩種方法，第一種方法通過應(yīng)力水平長(zhǎng)期恒載蠕變?cè)囼?yàn)得出，第二種通過不同應(yīng)力水平恒載蠕變?cè)囼?yàn)，得到一簇蠕變曲線（應(yīng)變-時(shí)間曲線），通過這些曲線得到長(zhǎng)期強(qiáng)度。7. 巖石（巖體）流變?cè)诠こ讨械膽?yīng)用巖石流變對(duì)地下工程的圍巖變形和長(zhǎng)期穩(wěn)定至關(guān)重要。深埋地下隧道，如礦山巷道、海底隧道，因?yàn)槠渎裆詈艽?，地?yīng)力較高，圍巖大都表現(xiàn)出很強(qiáng)的流變性，在研究這些工程的穩(wěn)定性時(shí)必須考慮巖石流變的影響。對(duì)于高地應(yīng)力大變形軟巖地下洞室而言以及軟弱圍巖，圍巖與支護(hù)襯砌的變形都是流變型的，這已為眾

21、多的工程實(shí)踐、實(shí)測(cè)和試驗(yàn)所證實(shí)。巖石流變常導(dǎo)致地下硐室圍巖延遲動(dòng)力失穩(wěn)，引發(fā)巖爆、邊坡失穩(wěn)等地質(zhì)災(zāi)害。影響隧洞穩(wěn)定和支護(hù)安全主要有兩個(gè)因素：二次襯砌設(shè)置的時(shí)間及其襯砌剛度，它們是決定系統(tǒng)流變力學(xué)性態(tài)的主要參數(shù)。為此，計(jì)入圍巖黏塑性流變變形導(dǎo)致巖體屈服強(qiáng)度降低及其流變時(shí)效作用，著重考慮上述兩個(gè)因素， 以探討二襯結(jié)構(gòu)如何合理受力，更加有效地利用圍巖的自承和自穩(wěn)能力，將是使巖石流變力學(xué)的研究成果更有效地應(yīng)用于隧道工程實(shí)際的核心問題。2水利工程大多是長(zhǎng)期或永久性工程，對(duì)巖體及結(jié)構(gòu)的變形控制很嚴(yán)格，如三峽工程永久船閘，在邊坡設(shè)計(jì)中除要考慮確保邊坡穩(wěn)定外，還要限制邊坡巖體變形，尤其是限制開挖完成后的時(shí)效變

22、形量，若開挖完成后變形量過大，將破壞后期形成的混凝土結(jié)構(gòu)，特別是閘首部位巖體變形量，超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)閘門將不能開啟和關(guān)閉，影響其正常運(yùn)行，它是三峽工程建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)難題之一?？紤]巖石的流變特性，通過數(shù)值計(jì)算可對(duì)地下硐室的施工設(shè)計(jì)、長(zhǎng)期穩(wěn)定或壽命進(jìn)行評(píng)估。對(duì)于其它一些水利工程的巖體流變性也得到了研究和重視，徐衛(wèi)亞等。采用研制的非線性流變數(shù)值程序?qū)﹀\屏一級(jí)水電站壩基巖石工程進(jìn)行三維流動(dòng)。8.小結(jié)與展望目前進(jìn)行巖石的流變?cè)囼?yàn)時(shí)，往往是將蠕變和松弛單獨(dú)分開進(jìn)行的，而且?guī)r石或結(jié)構(gòu)面也是受到單一的加載或卸載。而實(shí)際巖體的流變行為及其力學(xué)過程十分復(fù)雜，它不僅有蠕變現(xiàn)象，還有應(yīng)力松弛現(xiàn)象，兩者交叉融合在一起，而

23、且實(shí)際工程巖體往往受到加載和卸載的交替作用。若能開展可以綜合考慮巖石蠕變和松弛，或考慮反復(fù)加載和卸載作用的非線性流變?cè)囼?yàn)，并以此建立一種更為通用的非線性流變模型，對(duì)于實(shí)際工程將具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)由于高應(yīng)力下或復(fù)雜應(yīng)力路徑下巖石流變的非線性特性已不滿足線性疊加原理，有必要改用其他更合適的方法來獲得對(duì)巖石非線性流變規(guī)律與本構(gòu)特征的認(rèn)識(shí)，由此建立巖石和結(jié)構(gòu)面的非線性流變模型。對(duì)巖石和結(jié)構(gòu)面流變性質(zhì)的影響十分顯著，也有很多學(xué)者研究了飽水和干燥狀態(tài)下巖石和結(jié)構(gòu)面流變特性的差異。而實(shí)際工程巖體往往是在受到水力一應(yīng)力耦合或者溫度一水力一應(yīng)力耦合情況下發(fā)生流變變形的， 比如深部工程巖體具有獨(dú)特的“三

24、高與時(shí)間效應(yīng)”， 即高地應(yīng)力、高溫、高滲透壓力和流變等特點(diǎn)。各向異性是巖體的一個(gè)重要性質(zhì)，隨著巖體力學(xué)和本構(gòu)理論的不斷深入研究，逐步被人們認(rèn)識(shí)。然而目前對(duì)巖石各向異性的流變研究成果相對(duì)很少，也只是簡(jiǎn)單地對(duì)橫觀各向同性巖石進(jìn)行了單軸蠕變?cè)囼?yàn)，而各向異性巖石的多軸蠕變?cè)囼?yàn)幾乎沒有，考慮各向異性的流變本構(gòu)模型?；谶@些原因，巖石（巖體）的流變研究會(huì)有這些趨勢(shì)：（1）考慮多種流變現(xiàn)象的復(fù)雜非線性模型的建立。（2）水力一應(yīng)力溫度耦合下的巖石流變研究。（3）考慮各向異性的巖石流變研究9.參考文獻(xiàn) 1蔡美峰，何滿潮，劉東燕巖石力學(xué)與工程M北京：科學(xué)出版社，2010 2 羅潤(rùn)林.深埋巖石非定常參數(shù)蠕變模型研究

25、與工程應(yīng)用D.山東:河海大學(xué)，20083 王青. 長(zhǎng)大深埋隧洞大理巖結(jié)構(gòu)面剪切蠕變?cè)囼?yàn)和本構(gòu)模型研究D.山東:河海大學(xué)，20084 王文濤. 裂隙巖體損傷流變模型研究及其工程應(yīng)用D.山東:山東大學(xué)，20085 汪為巍. 金川三礦區(qū)軟巖流變?cè)囼?yàn)研究D.湖南: 中南大學(xué)，20066 王西寧. 軟弱圍巖流變分析及其支護(hù)方法研究D.四川: 西南交通大學(xué)，20077 袁海平. 誘導(dǎo)條件下節(jié)理巖體流變斷裂理論與應(yīng)用研究D.湖南: 中南大學(xué)，20068 孫均.巖石流變力學(xué)及其工程應(yīng)用研究的若干進(jìn)展J 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)20079 劉保國(guó)，孫鈞巖體流變本構(gòu)模型的辨識(shí)及其應(yīng)用J北方交通大學(xué)學(xué)報(bào)， 199810

26、吳玉山，不良巖體流變特性的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及流變模擬分析J巖土力學(xué)，198611 徐平，夏熙倫三峽樞紐巖石體結(jié)構(gòu)面蠕變模型初步研究J長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào),199212 夏熙倫，徐平，丁秀麗巖石流變特性及高邊坡穩(wěn)定性流變分析J巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，199613 劉繪新，張鵬，蓋峰四川地區(qū)鹽巖蠕變規(guī)律研究J巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，200214 張向東，李永靖，張樹光等軟巖蠕變理論及其工程應(yīng)用J巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，200415 肖洪天，周維垣，楊若瓊?cè)龒{永久船閘高邊坡流變損傷穩(wěn)定性分析J土木工程學(xué)報(bào)，200016 秦躍平，王林，孫文標(biāo)等，巖石損傷流變理論模型研究J.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)200217 張堯, 熊良宵. 巖石

27、流變力學(xué)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展方向J.地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào),200818 許宏發(fā)，楊紅禹 . 巖石流變及研究進(jìn)展J.地質(zhì)與勘探,200319 王戰(zhàn)鵬，朱珍德，易順民. 深圳羅湖斷裂帶黃貝嶺F8斷層流變有限元分析J.巖土力學(xué),200520 陳曉鋒, 劉正宏, 吳新偉粒度與巖石流變相關(guān)性研究進(jìn)展J吉林大學(xué)學(xué)報(bào)，200621 Dw HobbsStress-strain-time behavior of a number of coal macula rocks JIntJRock22 GriggsDTCreep of rocksJJournal of Geology ，193923 Husehe U，Plisc

28、hke I，Nipp HK. eteAn in situ creep experiment using a large rock salt pillarAProc6th IntSyrupon Salt, TorontoCEdsBCSchreiber and HLHafrierThe Salt Institute，Alexandris ,USA,198524Plisehke I,Huusche UIn SituKriehversuche unter kontrollierten Spannungs-hadingungen allgrosse n SteinsalzpfeilemARock at

29、Great DepthProc1sRM-SPE IntSytop C，EdsV Maury and DFourmaintrauxBalkema,Rotterdam,198925 Matsumotu M，Tatsuoka E Study of theological modelling of creep behavior for sedimentarysoft rockAInt Procof the 51th Annual Conference of the the Japan Society of CivilEngineersfcl，199626 Malan，D F,Vogler U w：Dreseher KTime-dependent behaviour ofhard rock in deep level goldminesJJournal ofthe SouthAfrican InstituteofMiningand Metnllurgy,199727 Mala.n.DF An investigation into lhe identification and modeling of time-dependent behavior of deep level excavations in hard rockDUniversit