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多场耦合岩土体本构理论与模拟
多场耦合岩土体本构理论与模拟

多场耦合岩土体本构理论与数值模拟方法

(1)水力耦合作用模拟

针对渗流-应力耦合驱动下的岩土体变形,及其裂隙扩展演化以及由此造成的岩体渗透性改变带来的对渗流特性的影响,提出相应的渗流-应力耦合模拟算法,建立裂隙孔隙介质渗流-应力耦合的数值仿真平台,实现岩体在渗流-应力双向耦合作用下的流体渗流扩散-裂隙扩展的全过程模拟。

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2)热力耦合作用模拟

针对岩体受热损伤破裂机制,考虑热力耦合作用下深部岩体内部裂隙的响应行为,提出热--开度耦合模型,并将该耦合模型嵌入颗粒流热力耦合程序中,对岩体内部传热-损伤的动态循环过程进行模拟,从热性质变化、微裂隙发育、微观结构演化等角度深刻揭示影响岩体热力特性的细观机理。

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3)基于岩石细观结构的热水力耦合作用模拟

开展室内热水力耦合试验,并采用数字图像处理技术对岩石的细观结构进行数字表征,对热水力耦合作用下岩石细观损伤的演化规律进行量化研究。同时建立能更真实地反映岩石细观结构的DIP-FDEM数值分析模型,对热水力耦合作用下岩石宏观力学特性变化的细观机理进行分析。

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