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文档简介

1、岩体多场耦合理论,基本定义 岩体渗流、应力耦合模型对比 深部岩体温度、应力和渗流耦合模型研究,基本定义,多场是对岩体应力场、渗流场和温度场等的简称。耦合通常指复杂系统中子系统之间的相互作用和相互影响。因此，多场耦合是指岩体应力场、渗流场和温度场等之间的相互作用和相互影响。 岩体多场耦合研究以岩体为研究对象；以岩体地质特征及赋存环境研究为基础，以室内外试验、数值模拟为主要研究手段；以岩体的应力和变形、地下水和其他流体在岩体介质中的运动、地温及化学场之间的相互作用、相互影响为主要科学问题；以揭示多场耦合条件下岩体变形破坏、流体运动、岩体稳定性的状态和演化规律为主要研究目标。岩体多场耦合研究涉及工程

2、地质、固体力学、流体力学、化学与环境、工程技术等多个学科，明显地具有多学科交叉研究的性质,岩体渗流、应力耦合模型对比,深部岩体温度、应力和渗流耦合模型研究,温度对岩体渗透率的影响 温度在开始升高时，渗透率增加缓慢；当升高到一定温度后，渗透率升高的速度迅速增大，这一温度即为门槛值。超过门槛值温度之后岩石的渗透率随温度的升高而迅速增加。 应力对岩体渗透率的影响 在应力作用下裂隙岩体的变形主要是通过有效隙宽的变化而发生改变，裂隙的变形特性决定了岩体裂隙在应力作用下有效隙宽的变化规律，有效隙宽的变化使裂隙岩体的渗流特性发生相应的变化,渗流、应力和温度之间相互作用 深部岩体开挖过程中岩体周围中的应力场、

3、渗流场和温度场是相互作用和相互影响的，具体表现在：（1）岩体渗流的存在，将使渗透水流与岩体系统中的热量传递与热交换，影响了岩体温度场的分布；（2）岩体中温度场的改变，将引起水的粘度和岩体渗透系数的改变，还会由于温度梯度的存在引起水的运动，影响岩体渗流场的分布；（3）应力的变化将导致有效隙宽的变化，隙宽的变化将影响岩体的渗透性,a表示渗透水流对岩体固相的力学作用； a表示应力引起裂隙岩体空隙率和渗透特性变化； b表示岩体固相力学变形引起热力学特性变化及岩体固相内部热耗散； b表示温度引起热应变及与温度有关的岩体固相力学特性变化； c表示温度势梯度引起水分运动及与温度有关的水特性变化； c表示水流的热对流及与岩体固相的热交换,数值解法,1定解条件 2本构方程 3边界条件 3.1力学边界条件 3.2水力边界条件 3.3热边界条件 4初始条件,裂隙岩体渗流场、应力场与温度场完全耦合作用的研究表明：裂隙岩体渗流场、应力场和温度场之间的耦合作用通过地下水的渗流运动、裂隙岩体的变形及热量的转移得以实

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