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《信息检索》硕士课程考核报告岩体介质温度—岩石应力—渗流—水化学多场耦合的研究学院：环境与土木工程学院专业：地质工程姓名：王维学号：20140501602014年12月1.课题介绍1.1课题名称岩体介质温度—岩石应力—渗流—水化学多场耦合的研究1.2课题分析岩体多场耦合通常指岩体应力场、渗流场、温度场及化学场之间的相互影响和相互作用。岩体多场耦合存在于岩体形成及整个演化过程,具有复杂的耦合机制,并受岩体地质特征及赋存环境的影响。将爆破开挖、锚固支护、固结灌浆及库水骤降等工程作用纳入岩体多场耦合分析体系,工程作用在岩体多场耦合过程中对岩体地质特征、力学特性及工程性质产生强烈的改造作用,提出岩体多场耦合的新思想。详细论述岩体多场耦合所涉及的复杂岩体、多场耦合和工程作用等基本概念,介绍岩体多场广义耦合的主要研究内容和研究方法,探讨岩体多场耦合理论在岩石工程中的应用。检索年限：2000—2014年检索学科范围为岩石力学、渗流力学、水文地质学、水文地球化学等地质类学科。2.检索策略2.1检索关键词检索关键词：温度—渗流—应力耦合（THM）、渗流—应力—水化学耦合（HMC）、温度—渗流—应力—水化学耦合（THMC）、岩体2.2检索式A.主题=耦合*关键词=岩体B.主题=温度—渗流—应力（THM）*摘要=岩体C.主题=耦合*摘要=温度—渗流—应力—水化学（THMC）D.主题=耦合*摘要=渗流—应力—水化学（MHC）*全文=岩体3.检索数据库检索数据库访问方式检索年代文献类型中国期刊全文数据库（CNKI）期刊论文4.检索结果综述4.1检索式A用检索式A进行检索，命中742条结果，经过筛选，选择其中5条：[1]篇名：初论环境地质中裂隙岩体渗流—应力—温度耦合作用研究作者：杨立中；黄涛机构：西南交通大学刊名：水文地质工程地质2000年02期关键词：裂隙岩体；渗流；应力；温度；耦合作用观点：裂隙岩体赋存于地下水渗流场、应力场与温度场多场并存的复杂地质环境之中，由于以上多场之间存在的相互作用，一方而影响了深层地下水资源的评价精度，另一方而在工程实践中易于诱发诸如岩体失稳、岩爆、涌水及地热等多种地质灾害。基于对深层地下水资源的开采利用和对岩体工程中以上易发生地质灾害预测防范研究的口的，本文提出了开展裂隙岩体渗流疚力棍度祸合作用研究的工作设想，为环境地质中防灾减灾工作及水资源合理利用开拓了一个新的研究方法。[2]篇名：渗流一应力一化学藕合作用下岩石裂隙渗透特性试验研究作者：盛金昌；李凤滨；姚德生；黄青富；宋会彬；詹美礼机构：河海大学水利水电工程学院；中水北方勘察设计研究有限责任公司刊名：岩石力学与工程学报2012年05期关键词：岩石力学；渗流一应力一化学藕合；岩体裂隙；渗透特性；耦合试验观点：为研究渗流一应力一化学祸合作用卜岩石裂隙渗透特性变化规律，设计3组试验工况，在改变渗透压以及化学溶液的条件卜，分别测定每种工况卜的渗出水流量、渗出水离子浓度值以及渗出水pH值变化情况，进而得出裂隙渗透特性变化情况。通过处理试验数据，总结分析各因素对裂隙渗透特性的影响，并建立裂隙开度变化率与渗出水中钙离子浓度值之问的关系式。试验结果表明，渗出水流量、裂隙开度总体趋势是随着时问逐渐减小的，最终趋于稳定状态;增大渗透压，稳定状态会被打破，裂隙的流量和开度都会增大，但最终趋于另一个稳定状态;化学溶液对岩体裂隙的侵蚀性大，对岩体渗透性的影响更明显。通过分析和提炼渗出水流量、裂隙开度、渗出水的离子浓度值以及渗出水的pH值等随时问变化的数据，及它们之问的内部关系，在理论上描述岩体裂隙在渗流一应力一化学藕合作用卜的渗透特性，进一步揭示渗流一应力一化学藕合作用机制。[3]篇名：岩体开挖损伤区的表征及热一流一力耦合模型：研究现状及展望作者：朱万成；魏晨慧；唐春安；杨天鸿；李连松机构：东北大学岩石破裂与失稳研究中心；大连理工大学大学岩石破裂与失稳研究中心刊名：自然科学进展2008年09期关键词：岩体；开挖损伤区；热一流一力(THM)耦合；数值模拟观点：摘要地下岩体工程的开挖必然在巷道周边形成了开挖损伤区.认清开挖损伤区的物理力学性质及其时空演化规律，对于工程稳定性和安全性评价及支护参数优化是至关重要的.针对能源深部战略储备和核废料深部地下处置等工程问题，近年来岩体开挖损伤区表征及其热一流一力((THM)耦合模型方面取得了较大的进展.文中对岩体开挖损伤区的表征方法及岩体多场藕合模型的研究现状进行了综述和归纳，对其中的一些关键和热点问题进行了分析，并对今后需要开展的研究工作提出了一些看法。[4]篇名：裂隙岩体介质THM耦合问题中的渗透特性研究作者：刘亚晨机构：中国科学技术大学地球与空间科学系；福建省漳州市建设工程质量监督站刊名：地质灾害与环境保护2004年03月关键词：热—液—力耦合；裂隙岩体渗透率；裂隙结构面；附加应力；剪切膨胀观点：在前人就热、液、力三因素各自影响裂隙岩体渗透特性的研究和本文所进行的温度及附加应力作用下单裂隙岩样实验的基础上.综合分析了裂隙岩体THM耦合过程.以裂隙结构而的开度、岩体裂隙数(包括受温度影响开通裂隙数工裂隙连通率、附加应力、剪切膨胀为研究对象.建立具有THM耦合特性的裂隙岩体渗流系数张量。[5]篇名：核废料贮存裂隙岩体水热耦合迁移及其与应力的耦合分析作者：刘亚晨机构：中国科学院武汉岩土力学研究所刊名：博士论文2000年7月关键词：热—液—力耦合；裂隙岩体力学特性；裂隙岩体渗透特性；裂隙结构面；等效连续介质观点：核废料深层地质贮存的安全性分析，一个重要指标就是要充分体现在贮库裂隙围岩介质中地下水流动、附加应力和热载耦合作用下的岩体性能稳定为了达到这一祸合过程对岩体行为的全而理解，试从各自祸合过程特征出发，把裂隙岩体视为等效连续介质，对裂隙岩体介质THM祸合参数特性进行分析，从而建立描述裂隙岩体介质THM祸合的数学模型。概括起来，从以下几方而来完成这项研允在裂隙岩体力学模型方而，利用Connell建立的干(或饱和水)裂隙岩体等效弹性模量与岩石模量的关系式，并由式中的裂隙密度概念意义，建立了温度作用下的裂隙密度与Oda提出的裂隙张量之间的关系式在裂隙岩体渗透模型方而，利用Oda提出的描述裂隙岩体渗透特性的附加裂隙张量，并以裂隙结构而的开度、岩体裂隙数(包括受温度影响开通裂隙数工裂隙连通率、附加应力、剪切膨胀和化学成份为研究对象，建立了具有THM祸合特性的渗流系数张量在理论分析方而，建立了THM三方而满足的本构方程式和描述核废料贮库裂隙岩体介质热掖力耗散过程的定解方程在实验基础上，给出了温度、饱和水下的单裂隙岩体应力疚变、抗压强度回归拟合关系表达式以及岩体裂隙结构而的温度疚力冰力祸合本构关系式在数值分析方而，利用加权残数法理论，导出了求解所建立的THM祸合数学模型的有限元计算公式，并编制了二维有限元计算程)成用BMT1问题的算例，获得了较满意的训一算结果，从而显示了其数值模拟的成功比。4.2检索式B用检索式B进行检索，命中35条结果，经过筛选，选择其中3条：[1]篇名：冻结温度下岩体THM完全耦合的理论初步分析作者：徐光苗；刘全声；张秀丽机构：中国科学院武汉岩土力学研究所刊名：岩石力学与工程学报第23卷第21期2004年11月关键词：岩石力学；不可逆过程力学；冻结温度，THM完全耦合；耦合膨胀系数观点：在冻结温度下，岩体受内部孔隙水、结构而及温度等的影响，其物理力学性质将发生深刻的变化，因而，一般热力学理论已经难以解释该问题。从小可逆过程热力学和连续介质力学理论出发，在若十介理的假定条件下，推导了冻结温度下岩体的质量守恒方程、平衡方程及能量守恒方程的最终表示形式;研究了岩体在冻结温度下冰与岩石的膨胀祸介关系，并建立了相应的祸介膨胀系数的表达式。为研究寒区工程围岩温度场、渗流场及应力场的分布规律及变形机理提供了新的理论依据。[2]篇名：非饱和岩体三场耦合控制方程作者：贺玉龙；杨立中；杨吉义机构：西南交通大学环境科学与工程学院；西南交通大学应用力学与工程系；成都铁路设计院刊名：西南交通大学学报第41卷第4期2006年8月关键词：非饱和岩体；温度场；渗流场；变形场；三场耦合；控制方程观点：为研究非饱和岩体对温度场一渗流场一变形场三场祸合作用的响应，采用等效连续介质模型，根据质量守恒方程、线动量平衡方程和能量守恒方程以及相应的物性方程(状态方程和本构方程，推导了非饱和岩体三场耦合控制方程，包括岩体变形场控制方程、地下水渗流场控制方程和岩体温度场控制方程.在推导三场祸合控制方程中，舍弃了局部热平衡假设，而采用热弹塑性本构关系，并考虑了温度梯度对地下水渗流的影响。[3]篇名：核废料地质处置概念库HM藕合和THM耦合过程的二维离散元分析与比较作者：张玉军机构：中国科学院武汉岩土力学研究所刊名：工程力学第25卷第4期2008年4月关键词：核废料处置概念库；水—应力耦合；热—水—应力耦合；离散元；数值分析观点：描述了二维离散元程序UDEC4.0中求解热一水一应力祸合问题的主要的理论背景、控制方程和计算原理，并假定一座核废料处置概念库位于具有二组节理且赋存地卜水的岩体中，使用UDEC程序对处置库近场分别为水一应力耦合及热一水一应力耦合的过程进行了数值模拟，考察和对比了两种工况卜坑道围岩中的位移、主应力、塑性区、温度、节理开度、水压力和流速的分布及温度随时问的变化。结果表明，热一水一应力耦合与水一应力耦合相比，核废料放热使得处置库有水围岩中应力、位移的大小和方向发生明显的变化，并且围岩中节理开度、水压力和水流速度均有所减小，特别是在坑道边墙附近相当显著。若要在裂隙岩体中安全、可靠地设计、建造和运行核废料处置库，进行相关的热一水一应力藕合过程的分析是很重要的。4.3检索式C用检索式C进行检索，命中11条结果，经过筛选，选择其中2条：[1]篇名：变形多孔介质温度一渗流一应力完全耦合模型及有限元分析作者：贾善坡；冉小丰；王越之；肖桃李；谭贤君机构：长江大学城市建设学院；长江大学石油工程学院；中国科学院武汉岩土力学研究所刊名：岩石力学与工程学报第31卷第2期2012年9月关键词：流体力学；热—流—固耦合模型；变形多孔介质；有限元；ABAQUS；井壁稳定观点：根据多孔介质中温度、渗流及应力之问复杂的耦合关系，基于连续介质力学和混合物理论，导出变形多孔介质热一流一固三场耦合模型及其控制方程，探讨有限元法的求解过程，以ABAQUS软件为求解器，在MATLAB语言环境卜编制相应的计算程序，并通过典型算例考证程序的正确性。然后研究石油钻井过程中的热一流一固耦合作用过程，详细分析场祸合作用对井壁孔隙压力、温度和应力的影响，计算结果表明，热一流一固耦合作用对井壁稳定有重要的影响，应全面考虑各物理场之问的祸合作用。研究成果为分析岩土介质多场祸合过程提供一条有效的途径，从而为进一步研究温度一渗流一应力一化学((THMC)耦合问题奠定基础。[2]篇名：渗流一应力一化学耦合作用下单裂隙渗透特性作者：许孝臣；盛金昌机构：河海大学水利水电工程学院刊名：辽宁工程技术大学学报（自然科学版）第28卷增刊2009年4月关键词：裂隙；多场耦合；压力溶解；渗透特性观点：针对深部岩石处在高地应力、高地温、高渗透水压力以及复杂的水化学环境之中，将发生极其复杂的温度一渗流一应力一化学(THMC)介作用。在前人工作的基础上，深入分析了多物理场作用下裂隙岩体表而溶解和压力溶解的作用机理，并建立了描述渗流一应力一化学祸介作用的偏微分方程组，最后建立了裂隙的概化模型，利用COMSOLMultiphysics多场祸介软件模拟了单裂隙在渗流一应力一化学作用下的祸介过程，并着重分析了裂隙渗透特性的变化规律。4.3检索式D用检索式D进行检索，命中2条结果，经过筛选，选择其中1条：[1]篇名：MHC耦合作用下岩体力学性质研究现状作者：建磊；丁梧秀机构：河南理工大学土木工程学院；洛阳理工学院土木工程系刊名：洛阳理工学院学报（自然科学版）第24卷第1期2014年3月关键词：岩体；MHC