三場(chǎng)耦合作用相關(guān)試驗(yàn)及耦合強(qiáng)度量化研究.pdf

1、溫度場(chǎng)、滲流場(chǎng)和變形場(chǎng)是巖體物理地質(zhì)力學(xué)環(huán)境的重要組成部分,這三個(gè)場(chǎng)之間存在高度非線(xiàn)性的復(fù)雜耦合作用,即THM耦合作用.近20年來(lái),三場(chǎng)耦合理論取得了很大的進(jìn)展,但作為一個(gè)新興的交叉研究領(lǐng)域,三場(chǎng)耦合理論的研究還存在不少問(wèn)題.該文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,對(duì)當(dāng)前三場(chǎng)耦合研究領(lǐng)域中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行了研究.論文進(jìn)行的主要工作及取得的主要結(jié)論以及創(chuàng)新性成果包括:(1)從三場(chǎng)耦合作用模式、三場(chǎng)耦合數(shù)學(xué)模型和相關(guān)試驗(yàn)研究3個(gè)方面比較全面地總結(jié)了

2、三場(chǎng)耦合的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.(2)根據(jù)連續(xù)性方程、線(xiàn)動(dòng)量平衡方程和能量守恒方程以及相應(yīng)的物性方程推導(dǎo)了飽和巖體溫度場(chǎng)-滲流場(chǎng)-變形場(chǎng)三場(chǎng)耦合作用控制方程組.(3)在不同溫度水平和不同有效應(yīng)力水平下,進(jìn)行了砂巖的孔隙度試驗(yàn).試驗(yàn)結(jié)果表明,有效應(yīng)力對(duì)砂巖孔隙度的影響較大,在溫度一定的情況下,砂巖的孔隙度隨有效應(yīng)力的增加而呈負(fù)指數(shù)規(guī)律減小;而溫度變化(該試驗(yàn)中的溫度變化范圍為37.6℃)對(duì)砂巖孔隙度的影響很小.(4)在不同溫度水平和不同有效應(yīng)力

3、水平下,進(jìn)行了砂巖的滲透率試驗(yàn).試驗(yàn)結(jié)果表明,溫度的升高或(和)有效應(yīng)力的增加都將導(dǎo)致砂巖滲透率的減小.(5)根據(jù)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析,初步提出了溫度和有效應(yīng)力對(duì)滲透率的影響機(jī)理.(6)進(jìn)行了圍壓升降過(guò)程中砂巖巖樣和單裂隙試件的滲透率試驗(yàn).(7)根據(jù)多方收集到的資料,考察了溫度和壓力對(duì)巖石和地下水物性參數(shù)的影響.研究表明,與壓力的影響相比,溫度對(duì)巖石和地下水物性參數(shù)的影響更大.該文給出了地下水物性參數(shù)與溫度之間精度較高的關(guān)系式.(8)在前人