裂隙巖體熱—水—力三場耦合米級尺度模型試驗及數(shù)值模擬研究.pdf

1、本文在總結(jié)國內(nèi)外現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，依托國家國防科工局高放廢物地質(zhì)處置項目，針對高放廢物地下處置庫近場裂隙巖體中的熱-水-力三場(THM)耦合問題，通過采用室內(nèi)米級尺度模型試驗和數(shù)值模擬方法進行研究，主要工作和取得的研究成果如下：
　　(1)以我國首個高放廢物擬建地下處置庫工程為背景，在理論分析和項目組已有研究成果的基礎(chǔ)上，制定了室內(nèi)米級尺度的裂隙巖體熱-水-力三場耦合模型實驗方案，并制作了一套能夠模擬裂隙巖體三場耦合作用的實驗

2、裝置，具體包括實驗方案制定，測試元器件選擇，試驗?zāi)Ｐ驮O(shè)計、制作和調(diào)試等。該實驗裝置包含采集于甘肅北山的32塊200×250×300mm的花崗巖試塊構(gòu)成的裂隙巖體模型。試驗的邊界條件為左側(cè)邊界加熱、右側(cè)邊界受力、垂直向滲流以及四周隔熱。
　　(2)利用實驗裝置進行室內(nèi)米級尺度裂隙巖體熱―水―力三場耦合的模型試驗。第一步先進行滲流場的單場試驗，第二步進行熱―水兩場耦合試驗，最后第三步進行熱―水―力三場耦合試驗。試驗分析了其中溫度場、滲

3、流場和應(yīng)力場的變化規(guī)律以及他們之間的相互影響作用，重點研究裂隙巖體受力對滲流場和溫度場的影響。
　　(3)根據(jù)室內(nèi)試驗的結(jié)果，采用與模型試驗相應(yīng)的初始邊界條件，利用有限差分?jǐn)?shù)值分析軟件FLAC對模型試驗進行數(shù)值模擬，研究在數(shù)值模擬中裂隙巖體三場耦合效應(yīng)的體現(xiàn)，觀察裂隙巖體受力對其他兩場的影響在數(shù)值模擬中的表現(xiàn)。
　　(4)將結(jié)果與模型試驗的結(jié)果進行對比。對比結(jié)果表明兩者較為吻合，但也存在一定的差異性，具體表現(xiàn)在力對熱―水耦合