Page 12 - 岩石力学与岩石工程学科发展研究报告

合机制分析基础上，基于连续介质力学、热力学、渗流力学、损伤力学以及分凝势理论，建立了低

温冻融条件下岩体 THMD 耦合模型。
（2）试验方面。尹立明等针对深部岩石所处的高地应力、强渗透水压等复杂的赋存环境特点，
研制了岩石应力-渗流耦合真三轴试验系统；盛金昌等对渗流-应力-化学耦合作用下岩石裂隙渗透特

性变化规律进行了试验研究，研究结果表明，化学溶液对岩体裂隙的侵蚀性大，对岩体渗透性的影
响明显；杨金保等通过恒定三轴压应力及化学溶液渗透试验，研究了单裂隙花岗岩在应力-化学溶液
渗透条件下的开度演化规律；尹光志等自行研制了多场多相耦合下多孔介质压裂-渗流试验系统、多
场耦合煤矿动力灾害大型模拟试验系统，并利用该系统对储层原煤及砂岩试件进行常规三轴加载试

验及水力压裂试验；刘泉声等系统总结了裂隙岩体多场耦合的机制、模型、方法及研究内容，并通
过分析裂隙对 THM 耦合的重要控制作用，提出了在 THM 耦合中考虑裂隙网络扩展演化及模拟方法。

2.1.5 深部岩体分区破裂化

分区破裂化现象是比较典型的深部岩石力学现象，近年来已成为一个持续的热点课题，研究者
提出了许多不同的方法，如弹塑性模型、断裂力学模型和数值模型等。周小平提出了一种静水压力

条件下动态开挖卸荷对深埋圆形洞室各向同性围岩分区破裂化影响的力学模型，确定了卸荷速率和
岩体动态力学参数对深埋洞室各向同性围岩分区破裂化现象的影响；李树忱等利用数值模拟模拟了
深部岩体分区破裂现象的产生及演化过程；钱七虎等建立了非静水压力条件下深部圆形洞室围岩分

区破裂化的非欧几何模型，获得了圆形洞室围岩应力场、破裂区和非破裂区的数量。
2.2 岩体数值方法研究进展
我国岩体数值模拟发展的主要驱动力来源于大规模的岩体工程建设和计算机技术的迅猛发展，
岩体数值模拟已从早期的辅助研究方法成为目前岩体工程的基本设计方法和依据。岩体数值模拟包

括本构关系和结构分析方法两个方面，岩体数值方法包括连续方法（有限元、边界元、FLAC、刚体
界面元）和非连续方法（DEM、DDA、NMM、Key block）。岩体数值方法所形成的连续和非连续方
法并举的格局在各类学科中是独有的，深刻反映了岩体介质受结构面主导的基本特点。连续和非连

续方法反映了两种对岩体不同的视角，即作为材料还是结构。总的说来，连续方法（及其本构关系）
效率更高，应用也更为广泛。

2.2.1 非连续数值方法研究进展

经过三十多年的发展，不连续变形分析（DDA）方法已成为分析节理岩体变形和稳定性问题十
分有效的工具，但在处理接触条件时，弹簧刚度的取值对解的精度有很大的影响。鉴于此，郑宏等

以接触力作为基本未知量，块体位移则是通过弱形式的块体动量守恒方程来求得，接触条件是通过
等价的变分不等式来描述和严格满足的，从而得到以拟变分不等式表达的 DDA 的对偶形式 DDA-d，
能高效和稳定地求解大规模的岩石工程问题；陈祖煜等采用基于非连续变形分析（DDA）和连续介
质力学的离散元方法（CDEM）两种离散数值方法，与离心机边坡倾倒模型试验获得的临界倾角进

行了对比，结果表明，这两种离散数值方法都能够精确捕捉离心机倾倒试验的破坏模式；虞松等以
DDA 为基础，并采用稳态流体计算方法将二者结合进行裂隙岩体流-固耦合分析；张龙等将速度-状

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