稀疏非正交填充裂隙巖體水流—傳熱—應力模型與離散元模擬
高俊義; 項彥勇; 雷海波 北京交通大學土木建筑工程學院; 北京100044; 延安大學建筑工程學院; 延安716000; 中國建筑第二工程局有限公司; 北京100060
關鍵詞：非正交填砂裂隙巖體 熱應力 模型試驗 離散元模擬
摘要：為研究填充裂隙水流速度對巖體溫度和應力的影響,選取甘肅北山地區的花崗巖,制作了稀疏非正交裂隙巖體模型,采用河砂填充裂隙后進行模型試驗;并對模型試驗進行離散元數值模擬,分析了模型試驗所測巖體溫度和熱應力與數值模擬結果的差異和原因。結果顯示:填砂裂隙強化了裂隙介質的熱導能力,無填充時巖體溫度和熱應力比填砂時低;模型試驗和離散元模擬均表明,巖體溫度和巖體應力隨裂隙水流速度增大而減小,但是系統達到穩態所需要的時間變短;模型試驗中斜裂隙水流對溫度場起主要作用;由于現有3DEC軟件不能考慮水的熱物性參數隨溫度的變化,進而產生自然對流換熱,斜裂隙水流和靠近熱源側的豎裂隙水流對溫度場起主要作用。
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