稀疏非正交填充裂隙岩体水流—传热—应力模型与离散元模拟

摘要

cqvip:为研究填充裂隙水流速度对岩体温度和应力的影响,选取甘肃北山地区的花岗岩,制作了稀疏非正交裂隙岩体模型,采用河砂填充裂隙后进行模型试验;并对模型试验进行离散元数值模拟,分析了模型试验所测岩体温度和热应力与数值模拟结果的差异和原因。结果显示:填砂裂隙强化了裂隙介质的热导能力,无填充时岩体温度和热应力比填砂时低;模型试验和离散元模拟均表明,岩体温度和岩体应力随裂隙水流速度增大而减小,但是系统达到稳态所需要的时间变短;模型试验中斜裂隙水流对温度场起主要作用;由于现有3DEC软件不能考虑水的热物性参数随温度的变化,进而产生自然对流换热,斜裂隙水流和靠近热源侧的竖裂隙水流对温度场起主要作用。