巖體開挖損傷區(qū)的熱-流-力耦合模型研究.pdf

1、地下巖體工程的開挖必然在巷道周邊形成開挖損傷區(qū)。開挖損傷區(qū)的形成及后續(xù)的時(shí)空演化過(guò)程是一個(gè)溫度場(chǎng)、滲流場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和損傷場(chǎng)相互耦合作用的過(guò)程。認(rèn)清開挖損傷區(qū)的物理力學(xué)性質(zhì)及其時(shí)空演化規(guī)律，對(duì)于工程穩(wěn)定性和安全性評(píng)價(jià)及支護(hù)參數(shù)優(yōu)化是至關(guān)重要的。針對(duì)能源深部戰(zhàn)略儲(chǔ)備和核廢料深部地下處置等工程問(wèn)題，近年來(lái)巖體開挖損傷區(qū)表征及其熱(Thermal)-流(Hydraulic)-力(Mechanical)(簡(jiǎn)稱為THM)耦合模型方面取得了較大的進(jìn)展。

2、
　　 考慮巖體的損傷，在THM耦合模型中引入損傷變量，提出巖體損傷過(guò)程中的THM耦合模型。借助有限元軟件COMSOL，Multiphysics(CM)，通過(guò)有限元編程實(shí)現(xiàn)該模型的數(shù)值求解。通過(guò)把均勻彈性介質(zhì)THM耦合響應(yīng)的模擬結(jié)果與理論分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，證實(shí)了CM求解THM耦合方程的有效性；通過(guò)含圓形孔洞的方形巖石試樣在單軸壓縮條件下?lián)p傷過(guò)程的數(shù)值模擬，驗(yàn)證了文中提出的考慮損傷過(guò)程的THM耦合模型的正確性。
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