本文關(guān)鍵詞：深部巖體力學研究與探索

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【摘要】：當今世界經(jīng)濟的迅速發(fā)展,地球淺部礦物資源逐漸枯竭,資源開發(fā)不斷走向地球深部。目前煤炭開采深度已達1 500 m,地熱開采深度超過3 000 m,有色金屬礦開采深度超過4 350 m,油氣資源開采深度達7 500 m,深部資源開采已成為常態(tài)。但是深部資源開發(fā)中常伴隨著重大災害事故,難以有效預測與防治,一方面說明深部巖體可能存在著完全異于淺部的力學本構(gòu)行為,另一方面說明目前巖石力學理論發(fā)展已滯后于人類巖土工程實踐活動,難以進行有效、科學指導,亟待探索和開拓。目前人們對超深部的巖石性質(zhì)和行為還缺乏了解,一些基本概念和基本理論還尚未建立。深部是什么?多深算進入深部?淺部和深部有什么本質(zhì)不同?經(jīng)典力學理論能否描述超深部巖體力學行為?如何揭示深部巖體開發(fā)擾動影響下那"看不見,摸不到"的黑箱力學過程?深部環(huán)境(如地震地質(zhì)環(huán)境、化學環(huán)境、熱力學環(huán)境和微生物環(huán)境)如何對能源開發(fā)與存儲、CO2與核廢料地質(zhì)處置等重大工程發(fā)生在巖石中的微觀過程共同產(chǎn)生影響等等,這些重大的、基礎(chǔ)性巖石力學科學問題亟待人們做出回答。從煤炭開采中的巖石力學問題研究入手,對以上深部巖體力學的一些共性的概念性和基礎(chǔ)性問題進行探討。指出深部靜水壓力是深部巖體應力狀態(tài)的典型基本特征。深部不是深度,而是一種力學狀態(tài)。發(fā)展有別于傳統(tǒng)巖體力學的基于應力空間路徑的采動巖體力學。提出將CT技術(shù)、3D打印技術(shù)和分形重構(gòu)方法及應力凍結(jié)技術(shù)相結(jié)合的深部巖體力學的可視化研究手段,再現(xiàn)深部巖體在開發(fā)擾動下應力變化、裂隙演化、體積破裂、塑性失穩(wěn)以及微觀滲流等的力學行為和過程。這些工作將為深部巖體力學研究帶來方法上的進步。
【作者單位】： 四川大學;中國礦業(yè)大學深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室;中國礦業(yè)大學煤炭資源與安全開采國家重點實驗室;
【關(guān)鍵詞】： 巖石力學 開采擾動 地應力 分形重構(gòu) D打印 應力凍結(jié)
【基金】：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973)項目(2011CB201201) 國家自然科學基金杰出青年基金項目(51125017) 科技部國際科技合作專項(2012DFA60760)
【分類號】：TU452
【正文快照】： 目前人們對超深部的巖石性質(zhì)和行為還缺乏了解,一些基本概念和基本理論還尚未建立。深部是什么?多深算進入深部?淺部和深部有什么本質(zhì)不同?經(jīng)典力學理論能否描述超深部巖體力學行為?如何揭示深部巖體開發(fā)擾動影響下那“看不見,摸不到”的黑箱力學過程?深部環(huán)境(如地震地質(zhì)環(huán)境

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本文編號：616427