我所“裂隙岩石的水流―应力―化学耦合作用研究”等获国家自然科学基金资助

　　 武汉岩土所在今年国家自然科学基金资助项目的申报中，凸显出自实施知识创新工程以来，在基础研究方面的能力。共有5项获批准，总经费418万元。其中两项获重点项目资助，冯夏庭研究员等人申报的“裂隙岩石的水流―应力―化学耦合作用研究”、“应力――水物理化学耦合作用下岩体流变特性的与试验与理论研究”和“基于离散块体模型的断续节理岩体破坏过程的数值分析方法研究”获面上项目资助。

　　由冯夏庭研究员主持的“裂隙岩石的水流―应力―化学耦合作用研究”，旨在通过一系列显微镜下不同应力、化学溶液及其流速耦合过程中裂隙岩石试件的及时细观加载试验、CCD观察试验、CT实时扫描试验及声发射试验等，调整不同化学、水流与应力耦合过程中裂隙岩石试件的裂隙扩展、搭接、贯通过程的非线形演化特征。综合应用力学（岩石力学、断裂损伤力学、分形、分岔）、化学（化学成分分析理论、地球化学热力学、地球化学反应动力学）、人工智能科学（遗传规划、粒子群）、物理（细胞自动机）等理论，研究化学、水流与应力耦合效应的裂隙岩石破裂过程的本构关系，提出相应的非线性力学分析与智能物理细胞自动机数值模拟方法。其研究成果不仅为环境岩石力学和岩石工程的研究提供重要的理论基础，同时亦具有重要而广泛的实际工程应用前景。

　　刘建研究员主持的“应力――水物理化学耦合作用下岩体流变特性的与试验与理论研究”，通过一系列干燥状态与不同水环境影响下的岩石和结构面蠕变试验，围绕应力――水物理化学耦合作用下岩体的流变力学机体，采用岩石力学、地球化学、矿物学等多学科交叉的研究方法，分析岩体矿物成分与含量、孔隙度、水溶液离子浓度、pH值等物性参数的演变规律及其与岩体蠕变变形和长期强度的相关关系，探讨水物理化学作用下岩体流变行为的损伤演化特征。基于水物理化学的蠕变变形的贡献，采用具多变量优化处理能力的进化算法，合理确定岩石和结构面的耦合蠕变本构模型。以室内岩石耦合流变试验为对象，通过建立应力――水物理化学耦合问题的各种平衡方程，将其与耦合蠕变本构模型相结合，获得岩体耦合蠕变行为的数学模型及控制微分方程，提出相应的数值计算方法，并将数值模拟结果与试验结果相验证。为丰富和拓展岩体流变力学，以及岩体工程、石油工程、核废料储存及环境工程的安全评价提供理论和应用基础。

　　焦玉勇副研究员主持的“基于离散块体模型的断续节理岩体破坏过程的数值分析方法研究”，目的在于建立改进的DDA数据模型，用于模拟岩石（体）的变形、破坏的全过程。将研究区域划分为细密单元，用单元间的连接强弱表达连体的非延续性，及节理面处的单元为弱，连接区域间的单元为强，采用DDA的计算格式统一求解，处于连续/断续/非连续区域单元的位移和应力。单元间的联结强弱用联结函数表示，由节理/岩石的强度指标确定并加入单元的开裂算法，裂纹的扩展就可通过单元联结强弱变化和单元的裂开模拟出来。结合岩石细观损伤扩展规律的CT实时试验，验证数值模型和程序的正确性。该模型可以突破现有数值方法的难于解决多裂纹汇交问题和岩体破坏后模拟问题，不仅适用于岩体的连续、断续、离散任意情形，而且可模拟裂纹萌生、扩展、贯通，直至岩体崩塌的整个动态过程。