饱和稀疏裂隙岩体三维水流-传热过程中位移和应力的一种半解析计算方法

发布时间：2017-11-24 07:29

  本文关键词：饱和稀疏裂隙岩体三维水流-传热过程中位移和应力的一种半解析计算方法

  更多相关文章： 单裂隙岩体 饱和水流 三维传热 热弹性位移势 温度应力

【摘要】：针对高放射核废深地质处置库近场环境,建立分布热源作用下饱和裂隙岩体三维水流-传热过程中位移和应力的一种半解析计算方法:采用Goodier热弹性位移势和Laplace变换计算由温度梯度产生的温梯位移和应力;考虑单一裂隙的情况,利用经典弹性力学的Boussinesq解和Cerruti解计算为满足边界条件的约束位移和应力,与温梯位移和应力叠加,可得总体热位移和应力;把裂隙面离散为矩形单元集合,采用极坐标系下的解析法计算包含奇点的单元积分,采用数值法计算与分布热源有关和不含奇点的单元积分。与基于裂隙面法向一维热传导假设的一种解析解对比,结果表明,半解析法与解析法的计算结果基本一致,但由于半解析法考虑岩石的三维热传导,因温度时空分布和演变的不同而导致不同的温梯应力。针对一个假想单裂隙岩体三维水流-传热过程,计算温梯位移和应力、约束位移和应力、总体位移和应力;结果表明,裂隙水流-传热可能对位移和应力的分布和演变有显著影响,距离分布热源较近的岩石因升温膨胀受到约束而出现压应力,而距离分布热源较远的岩石则可能因协调收缩受到约束而出现拉应力。
【作者单位】： 北京交通大学土木工程学院;神华集团有限责任公司科技发展部;
【基金】：国家科技支撑计划课题(No.2013BAB10B06)~~
【分类号】：TU45
【正文快照】： 1 引言 核废地质处置、地热开发、石油开采、地下储能、二氧化碳地下封存等工程领域都可能涉及裂隙岩体中的水流-传热问题,例如,地表以下数百米深处高放射核废处置巷道-处置孔附近裂隙岩体内的非饱和或饱和水流-传热过程、干热岩(高温干燥的岩石)及其天然裂隙或人工裂隙内的

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