深部地下工程热固耦合开挖损伤区的数值分析

"热固耦合条件下开挖损伤区的数值模拟" 本文主要探讨了在热固耦合效应下，地下岩体工程开挖过程中产生的损伤区的形成与演化。地下工程，如深部采矿、核废料处置和地热开发等，其开挖活动会不可避免地在巷道周围产生损伤区。这一区域是多种物理场交互作用的结果，包括温度场、渗流场、应力场以及损伤场的耦合。 作者魏晨慧和朱万成基于一个考虑损伤过程的热流固耦合模型进行了数值模拟研究。他们考察了不同地应力条件（侧压力系数）和不同孔壁增温情况（最大增温100K）下，开挖损伤区的变化规律。地应力条件对损伤区的形成和发展起到决定性作用，不同的应力分布会直接影响到损伤区的形状和大小。 数值模拟结果显示，温度变化对损伤区的演化有显著影响。增加的温度可能导致更多的拉伸损伤出现，这可能是因为热膨胀导致的岩石内部应力状态的改变。同时，升温对于压剪损伤有明显的抑制效果，这可能是因为温度升高改善了岩石的韧性和降低了脆性破裂的可能性。 此外，文章还讨论了侧压力系数对损伤区的影响。侧压力系数是表征围岩压力与垂直应力之比，它能反映地应力状态，对开挖后损伤区的扩展有直接关系。随着侧压力系数增大，损伤区可能会变得更宽，因为更大的侧向应力会促使岩石产生更大的变形和损伤。 关键词：矿业工程；开挖损伤区；热流固耦合；侧压力系数；增温 这篇研究对于理解地下工程中开挖损伤区的动态行为具有重要意义，为预测和控制这种复杂现象提供了理论依据，有助于提高工程的安全性和稳定性。同时，对于深部地下工程的设计和施工策略制定也提供了重要的参考。