热-力作用下大理岩力学特性及岩爆效应研究的任务书.docx

热-力作用下大理岩力学特性及岩爆效应研究的任务书
任务书
研究题目：热-力作用下大理岩力学特性及岩爆效应研究
研究背景：
大理岩作为一种典型的变质岩类，形成于地幔地壳界面的高温高压环境中。由于其特殊的成因环境和独特的结构特征，大理岩具有高强度、高韧性、高稳定性等优良物理力学特性，常被人们用于水利、民用、冶金、化工、铁路以及航空航天等领域的建筑和工程中。然而，随着工程规模的不断扩大和煤矿等地下工程的加速发展，大理岩爆炸事故和塌方事故发生频率也越来越高，成为影响大型工程安全和稳定性的主要因素之一。因此，对大理岩的力学特性及其岩爆效应进行深入的研究，对于提高大型工程的安全性和稳定性具有重要的意义。
研究目的：
本研究旨在通过对热-力作用下大理岩的力学特性及岩爆效应进行研究，探讨其岩溶解程度、岩体稳定性和爆破性质等方面的特点，在理论上为大型工程的实际应用提供有价值的参考意见。
研究内容：
1.大理岩的基本力学特性研究：通过有限元方法和实验测试技术研究大理岩的应力-应变关系、强度特性以及稳定性等基本力学特性，并采用岩石力学的数值模拟技术对其力学行为进行模拟和分析。
2.大理岩的岩溶特性研究：通过采用地质调查、物理试验方法和数值模拟技术研究热-力作用下大理岩的岩体空隙结构和岩溶解程度的变化，探讨其对大型工程的影响和作用机理。
3.大理岩的岩爆效应研究：通过爆破试验和数值模拟技术研究大理岩在爆破过程中的应力-应变关系、破坏机理、破碎程度和震动特征等，探讨其对大型工程的影响和危害。
4.热-力耦合作用下大理岩的强度变化研究：通过采用实验测试技术和数值模拟方法研究大理岩在不同温度和应力状态下的强度和韧性特性的变化规律，探讨热-力作用对岩石力学性能的影响机理和规律。
研究方法：
1.使用实验测试技术，包括标准岩石试片试验、应力松弛试验、压缩应力波传播试验、岩石拉剪试验等，进行大理岩力学特性的测定。
2.采用有限元方法，建立大理岩的力学数值模型，开展模拟分析。
3.通过物理试验方法和数值模拟技术研究大理岩在不同温度和应力状态下的强度和韧性特性的变化规律。
4.通过爆破试验和数值模拟技术实现大理岩的岩爆效应研究。
研究意义：
1.深入探究大理岩的力学特性和热-力作用下的变化规律，为大型工程的实际应用提供有价值的参考意见，并为相关行业的安全生产提供科学依据。
2.探究大理岩的岩溶特性和岩爆效应，可以预测大型工程中可能出现的问题，提前采取预防措施，减少事故发生率。
3.深化岩石力学研究，为岩石力学领域的理论与实践提供新的思路和方法。
预期成果：
1.发表多篇相关的学术论文，向国内外学术界介绍研究成果。
2.编写一部方便工程技术人员使用的大理岩力学特性及岩爆效应分析手册。
3.与从业者共享成果，为相关行业的技术改进和安全生产提供技术支持。
研究周期：
本研究拟承担为期两年的任务。
经费预算：
本研究的各项实验测试、相关资料的搜集和处理等费用，约需50万元。
参考文献：
1.徐景春.工程岩石力学[M].北京：地质出版社，2011.
2.刘继生.岩石力学与工程应用[M].北京：地质出版社，2016.
3.王志刚，宋竹松，赵士勇.大理岩基本力学特性研究[J].中南大学学报，2007，38(5)：1023-1028。
4.陈建平，李汝华，黄伟等.热-力耦合作用下大理岩的变形特性及其岩爆效应[J].岩石力学与工程学报，2010，29(增刊一)：3294-3300。