水--岩作用下库岸边坡岩石能量特征与蠕变特性研究的开题报告.docx

水--岩作用下库岸边坡岩石能量特征与蠕变特性研究的开题报告
一、研究背景与意义
水-岩作用是指水和岩石相互作用，对岩石造成溶解、颗粒变化、化学反应和机械破坏，以及利用水的运输功效将颗粒颗粒或溶解的物质离开原位置的作用。水-岩作用在地球科学领域是一个重要的研究领域，关注的主要问题包括岩石与水相互作用对地球化学循环的影响、地层岩石油气储集的形成机理，以及水—岩作用的地质灾害等。在水库工程中，水—岩作用也是非常重要的一环。特别是在库岸区域，水-岩作用所引发的地质灾害问题十分常见，往往对水利工程的稳定和运行安全构成威胁。
库岸边坡岩石的稳定性问题一直是水电工程中需要关注的重要问题。由于库岸区域水位变化范围大，水对库岸边坡的冲刷、侵蚀力度也会变化，从而导致边坡稳定性的变化。与此同时，水—岩作用也会对边坡的稳定性产生重要影响。对边坡岩石的能量特征和蠕变特性进行深入的研究，有利于深入理解水库边坡岩石的稳定性变化规律和机理，为边坡稳定性评价和防灾减灾提供理论依据。
二、研究内容
本文将重点研究水-岩作用下库岸边坡岩石的能量特征和蠕变特性。主要工作包括以下几个方面：
1.基于实验数据和现场观测资料，分析库岸边坡岩石的变形特征、岩石微观结构和岩石力学性质等。通过力学试验、岩石化学测试和电镜分析等手段，进一步深入研究水—岩作用对岩石微观结构和力学性质的影响。
2.采用数值模拟方法，对库岸边坡的稳定性进行模拟与分析。针对不同水位下库岸边坡岩石的变形和稳定性特性进行分析和对比，探究水位变化对库岸边坡的稳定性影响规律。
3.通过蠕变实验，研究水-岩作用对边坡岩石蠕变特性的影响。分析水-岩作用下岩石蠕变特性的变化规律，以及不同水位下、不同作用时间下边坡岩石的蠕变特性差异。
三、预期结果
通过本次研究，预期可以取得如下研究成果：
1.深入分析库岸边坡岩石的变形特征、微观结构和力学性质，完善水-岩作用下边坡岩石的能量特征描述。
2.建立数值模型，对比不同水位下岩石的变形特征和稳定性特性，预测岩石稳定性变化规律。
3.通过蠕变实验研究，揭示水-岩作用对边坡岩石蠕变特性的影响，为岩石蠕变特性变化机理提供理论基础。
四、研究方法与技术路线
本研究采用实验室试验、数值模拟和蠕变试验的方法，结合现场实测数据，深入研究水-岩作用下库岸边坡岩石的能量特征和蠕变特性。技术路线如下：
1.实验室试验：采用岩石力学试验、岩石化学测试和电镜分析等手段，深入研究水-岩作用对边坡岩石力学性质和微观结构的影响。
2.数值模拟：利用现有分析软件对库岸边坡的变形和稳定性特性进行数值模拟，对比不同水位下库岸边坡的稳定性变化特征，预测水库边坡岩石的变形和稳定性特性。
3.蠕变试验：采用常规蠕变试验方法，对不同水位下的边坡岩石蠕变特性进行测试。通过数据分析，揭示水-岩作用对蠕变特性的影响规律。
五、进度安排与预算
本研究计划从2022年9月份开始，历时两年完成。具体的进度安排如下表所示：
|时间节点|工作内容|
|:------------:|:--------------------------------------:|
|2022.9-2023.3|现场实测数据采集和岩石力学试验分析|
|2023.3-2023.9|岩石仿真模型建立和数值模拟，整理实验数据总结经验|
|2023.9-2024.3|蠕变试验和数据分析|
|2024.3-2024.9|论文撰写、修改和投稿|
预算方面，本研究将主要投入费用用于实验试剂、设备维修和员工工资等方面，总预算为50万元。其中，设备维修部分占据20%左右，员工工资和实验试剂等费用占据80%左右。预算详细分配如下表所示：
|项目|预算（万元）|
|:----------------:|:--:|
|实验设备|10|
|员工工资、劳务报酬等|40|
六、参考文献
1.吴启华,赵仁杰,刘衍明.水文水力学[M].3版.北京:科学出版社,2011.
2.郑浩,张鹏飞,肖羽,等.长江上游水库岸坡岩体动态力学特征分析[J].工程地质学报,2016,24(4):634-641.
3.仲志炜,单探星,熊波,等.水库库岸岩体裂隙水压效应影响因素分析与数值模拟[J].岩石学报,2014,30(9):2651-2661.
4.孙涛.水位变化对库岸坡地稳定性影响的数值模拟研究[D].南京:东南大学,2015.
5.张家友,李晓,梁军宝,等.岩石蠕变特性及其在工程中的应用[J].岩土力学,2007,28(9):2065-2071.