从理论出发推导出以位移、孔隙压力和温度为未知量的THM耦合控制方程组,包括岩块变形场方程、地下水连续性方程和岩体的能量守恒方程,并通过有限元离散,编制三场耦合模拟程序,通过算例验证程序的可靠,之后通过含热源算例来研究耦合过程.

射流喷嘴是径向水平井技术中的关键部件，其破岩能力直接影响水平井眼的延伸能力和钻进速度。在多孔喷嘴的基础上，设计脉冲空化多孔喷嘴，分析其脉冲空化射流的调制机制，并通过试验与多孔喷嘴的破岩效果进行对比。结果表明：脉冲空化多孔喷嘴破岩效果优于多孔喷嘴，孔眼深度是多孔喷嘴的1．02~2．18倍，破岩体积是多孔喷嘴的1．23~2．35倍；为保证喷嘴破岩形成的最小孔眼直径大于喷嘴外径，试验岩样的喷嘴压降不能小于30 MPa；射流喷嘴破岩存在最优喷距，试验条件下的最优喷距为12 mm；利用脉冲空化多孔喷嘴可增加径向井的水平延伸长度，提高钻进速度。

针对岩体是一种可变形的多孔介质,岩体在荷载作用下发生蠕变的问题,岩体孔隙度、渗透率等物性参数随之变化;同时,孔隙和渗透特性的变化又引起压力场、速度场的改变,带动蠕变特性的变化.在研究渗流的过程中,考虑岩体蠕变的影响,基于岩体流变力学和渗流力学理论,应用对应性原理,建立了含有蠕变参数的动态应力平衡方程,推导了蠕变作用下多孔介质渗流的固流耦合数学模型.

为探究破碎煤岩体承压过程中内部变形及再次破碎特性，设计了专门适用于破碎煤岩体试样的声发射三维定位实验方法，以2.5～5 mm破碎无烟煤为例揭示了破碎无烟煤压实-声发射特性。实验结果表明：1)破碎无烟煤试样压实过程可划分为初始压密、线性压实、塑性压固三个阶段，声发射计数、能量与其变形的三个阶段具有很好的对应性；2)破碎无烟煤试样存在分层压实破碎特性：压实中颗粒破坏首先发生在中部层位，随着压缩程度的增强破坏现象逐渐向上部以及下部层位转移，且最终上部和中部层位破坏程度最大；3)应变率达到0.24压实终态的粒径再次筛分结果显示，上部及中部层位颗粒承压再次破碎后多孔结构变化最大，而下部层位由于变形压实程度较小其多孔结构变化程度最小。

为了对松动岩体的工程特性进行系统研究,以楞古水电站厂址区边坡为例,对该边坡岩体进行了详细的地质编录和物理勘探试验,重点对节理裂隙的空间发育规律、镶嵌结构和碎裂结构岩体的发育深度及空间分布、软弱结构面发育分布规律以及边坡已有变形破坏特征这四个方面进行了系统的统计和分析,认为松动岩体是区域断裂活动和浅表生改造的结果,岩体工程效应差、变形模量低;同时结合应力测试、声波测速、高密度电磁勘探等试验成果进行分析,结果显示松动岩体具低波速(波速大部分小于3 000 m/s)、低应力(最大主应力不超过20 MPa)、强透水性(透水性系数大于10 L/(min·m·m))。认为岩体破碎主要受断层及节理裂隙影响,分析了岩体破裂松动的演化过程及特征。

露天矿山进行开采作业时常面临边坡失稳的问题,岩体边坡中蕴含的大量结构面将岩体切割形成了不同的均质区,均质区内裂隙的三维分布特征显著影响了岩体的力学性质。为了优化多裂隙影响下碎裂化岩质边坡的滑坡加固方案,对大宝山矿区滑坡台阶边坡进行表面内部裂隙实地调查;根据岩体中裂隙的三维分布特征开展岩体三维地质均质区分区;对岩体进行岩体力学参数的折减来模拟其中不同均质区域裂隙三维分布特征对岩体强度的影响;利用FLAC3D软件对边坡进行注浆+格构梁+预应力锚索组合支护方案的模拟分析。研究结果表明:通过岩石力学参数的折减来模拟多裂隙对岩质边坡的不利影响是合理可行的,验证了组合支护方案在边坡滑坡治理中的有效性。

岩体在加热状态的物理力学响应是核废料贮存库安全运行评价的主要指标.结合现场试验成果(温度、孔隙压力和变形),应用多孔连续介质力学理论对热诱导引起的岩体温度场、渗流场和应力场进行了有限元数值对比研究.提出了有限元计算过程中通过调整孔隙率和渗透系数来实现热-水-力耦合分析非线性孔隙弹性的研究方法.现场测试和数值模拟表明:在整个加热过程中,饱和岩体温度和有效应力随时间不断增加,而孔隙压力在加热能量变化初期呈上升趋势,在后期呈下降趋势.

岩体出露面积一般较小,大于1 km2的占24%,小于1 km2的占76%,尤以出露面积为0.1～0.5 km2者居多.小岩体一般具有上小下大的现象,平面上呈椭圆形、楔形、不规则的椭圆形等,多数为近等轴状、透镜状、岩脉状及岩墙状等;剖面上呈陡倾斜的岩株状、蘑菇状、岩筒、岩管等.东秦岭到大别山东西方向绵延800 km,大小中酸性侵入岩体176个,成矿岩体所形成的以7个超大型钼矿床为代表,自陕西华县金堆城(向东)→河南栾川南泥湖→河南汝阳东沟→河南信阳光山千鹅冲→安徽金寨沙坪沟,无论是钾-氩法、铀-铅法、铼-锇法所作出的同位素年龄测定结果,成岩时代是从222～112 Ma,绝大部分为燕山期成矿,极个别为印支期成矿.也就是从老到年轻,相应的成矿时代也是从老到新,两者本身相差就不大,可以视作同一时期产物.中酸性小岩体特别是酸性小岩体、强酸性小岩体是钼矿床的成矿母岩,虽然小岩体成岩及其出露面积非常小,但其形成的钼矿床则非常巨大,这就是斑岩型钼矿床地质工作者常说的"小岩体成大矿"的原因.

基于卸荷岩体力学理论，研究了开挖卸荷对三峡工程3号机组坝段坝基—边坡组合体整体位移的影响，对坝基节理裂隙岩体的劣化作用，同时研究了加固效果。结果表明，边坡整体位移量值同实测结果较吻合。文中提出的加固措施效果明显，但开挖卸荷对节理裂隙的影响范围和程度需作进一步的研究。

隧道通过裂隙岩体的含水区段时,人为扰动了裂隙岩体、地下水等构成的复杂地质系统,是造成各种涌水、突水、突泥事故的重要原因。为了研究复杂地质条件下隧道开挖过程中岩体变形、流体运移相互作用过程,探讨其对隧道涌、突水的影响,在上述复杂过程进行理论分析的基础上,根据深埋隧道围岩裂隙发育规模与工程尺度的关系,建立可以同时考虑不同级别裂隙网络的复杂裂隙岩体水力学模型,采用有限元法对复杂裂隙岩体中开挖隧道的固流耦合过程进行了数值模拟,模拟结果体现了主干裂隙在渗流中的强导水作用和网络状裂隙的贮水功能与渗流滞后效应,开挖过程中复杂裂隙岩体渗流场与应力场的耦合作用显著的增加了隧道围岩屈服区。

讨论和分析了各种典型的周期性多孔结构、非周期性多孔结构和复合多孔结构材料的性质与应用现状，介绍了多孔结构材料在农业领域的应用。

多孔有机笼（POCs）作为一种新型的多孔材料，因其热稳定性高、化学稳定性好、比表面积大等特点近年来受到了广泛关注，不同于金属有机骨架（MOFs）和共价有机骨架（COFs），多孔有机笼是由C、H、N、O、B等轻质元素通过形成共价键从而堆积自组装，所形成的内部空腔是三维笼状结构，具有稳定性且能持久存在。近年来，多孔有机笼在催化、分子分离、传感、气相色谱分离、吸附、储能等方面应用广泛。对其在这6个应用方面阐述了多孔有机笼的研究进展，并对多孔有机笼合成及应用的过程中存在的问题和未来的发展进行了分析和展望。

将平行层状复合岩体视为等效的横观各向同性体,推导出自重荷载下地应力的理论解,并分析了两个水平主应力受岩层倾角和岩体弹性参数的影响.结果表明,与各向同性岩体相比,水平主应力的变化范围增大了,并且两个水平主应力可能不再相等,而岩层倾角对水平主应力之比影响显著,当倾角从0°～ 90°变化时,两个水平主应力能从相等到相差几倍.这也说明在地应力研究中,考虑岩体的各向异性是十分必要的.所导出的自重应力场解答对地下工程问题具有一定的实用价值.

通过对多孔材料的种类进行分析,对其特性和特点进行分解,对金属有机骨架复合材料的多孔合成、生物炭复合材料的多孔合成以及多孔复合材料的结构及特征进行研究对比,寻找出多孔材料应用的领域拓宽。不同复合材料具有不同的特性,这是非常重要的基础,灵活运用好这些特性在合成新的多孔复合材料时,应用起来方能更具应用性。

为解决多孔金属结合剂CBN砂轮在高孔隙率下的强度下降问题，采用球形尿素颗粒为造孔剂，制作孔径、孔形和孔隙可控的多孔金属结合剂砂轮磨料层胎体，研究不同载荷情况下的孔隙率和孔隙排布等孔隙结构因素，对多孔金属结合剂磨料层胎体力学性能的影响规律。结果表明：孔隙有序排布时的胎体弹性模量要小于孔隙无序排布的；胎体材料的屈服强度随孔隙率增大而下降；在相同孔隙率下，孔隙有序排布的胎体，在纵向受压、孔隙正向排布的情况下屈服强度更高。

在综合分析国内外几种常用的坝区岩体质量分级体系的基础上,以大量现场地质勘察、弹性波检测和室内外岩石力学试验为依据,提出修正Z系统,并对相关参数的取值作了初步分析.结合金沙江某水电站坝区岩体质量分级实例,以地质因素为主导因素,为该分级方法参数之间的换算提供了物质基础.研究结果表明:修正Z系统对水电站坝区复杂工程岩体质量分级比较适合,具有较为广宽的研究空间和应用前景.

在对泡沫金属单向拉伸和压缩性能的研究基础上,进一步探讨该材料在弯矩作用下的力学行为.结果表明:在泡沫金属材料受到弯矩作用而产生破坏时,其承受的名义弯矩大小可表达为多孔体孔率的函数形式,且该数理关系可视为该材料在单向拉压载荷作用下产生破坏时所承受名义应力大小表征的延伸.

首先讨论了描述单裂隙面几何特性的两个最基本参数--隙宽和粗糙性的确定方法,系统地总结和分析了现有有关单裂隙面渗流特性方面的研究成果,并对不同粗糙性描述下的裂隙等效水力隙宽的确定问题进行了探讨,提出了自已的看法,并指出进一步要解决的问题.

兴地Ⅲ号岩体位于兴地大断裂南侧,受其次级断裂控制,属于兴地河基性-超基性杂岩带;岩体岩相分带较丰富,可分为辉长岩相和橄辉岩相2个岩相带,矿化蚀变多位于橄辉岩相带.岩石类型属于拉斑玄武质岩浆系列;稀土总合量较低,轻重稀土分异明显,稀土元素配分模式为轻稀土富集型,无明显的Eu异常;m/f值大于2,有利于形成铜镍矿;在岩体中部取新鲜辉长岩岩石样品,利用LA-ICP MS方法获得其U-Pb同位素年龄为(716.7±2.4)Ma,形成于陆内裂谷环境,可能与Rodinia超大陆裂解事件有关.通过与已发现铜镍矿的Ⅱ号岩体进行对比,发现Ⅲ号岩体也具有相似的岩相学、岩石学、稀土元素配分模式、物化探特征及矿化蚀变特征,并且两者均形成于新元古代.因此,Ⅲ号岩体具有较好铜镍矿找矿前景.

为研究缺陷岩体具体的破坏过程,利用RFPA2D数值分析软件,在模型中预置3个强度和弹性模量均较小的圆形缺陷,模拟载荷作用下含缺陷岩体的损伤演化特征.结果表明:载荷作用下含缺陷岩体的损伤分为加载初期的零损伤、损伤稳定增长阶段、缺陷内出现第一条裂纹后的快速增长阶段、贯穿整个岩体的大裂纹出现阶段;随着加载的继续,缺陷周围开始出现应力集中,从而导致裂纹的增殖、扩展,预置缺陷最终通过大裂纹进行联通,造成岩体发生破坏;同时,从缺陷内出现第一条裂纹开始,裂纹数量呈现分段性增长,峰值点附近达到最多,且裂纹增殖、扩展等发生过程中,声发射特征明显.研究结果对分析缺陷岩体的破坏过程具有重要的指导意义.