非飽和膨潤土熱-水-力耦合的數(shù)值模擬研究.pdf

1、目前，在土木、水力工程領(lǐng)域，如凍土地區(qū)的路基處理，資源與能源領(lǐng)域，如煤炭的地下氣化，環(huán)境工程領(lǐng)域，如高放核廢棄料的處置中，周圍環(huán)境中各物理場往往處于復(fù)雜的相互作用和影響之中，尤其是環(huán)境的主體-非飽和土，其物理化學(xué)性質(zhì)受到溫度場、滲流場和應(yīng)力場的影響明顯，因此，考慮多物理化學(xué)場耦合的研究就顯得很重要，也逐漸成為一個熱門的課題，對于指導(dǎo)工程實(shí)踐有著重要的參考意義。
　　 然而，隨著數(shù)值解法在科研和工程中的應(yīng)用越來越成熟，這也給非飽和

2、土的多場耦合研究提供了極大的便利。目前，國內(nèi)大多數(shù)的研究都是針對具體工程問題進(jìn)行理論推導(dǎo)，在數(shù)值計(jì)算特別是軟件的開發(fā)上相對滯后，這也使得問題的求解有很大的局限性。文章依托高放核廢料處置概念庫的模型，應(yīng)用大型商用軟件ABAQUS對緩沖材料-非飽和膨潤土的均勻化過程進(jìn)行模擬研究，具體內(nèi)容為：
　　 (1)簡單介紹了非飽和土的耦合作用方式和熱學(xué)、水力和力學(xué)的理論基礎(chǔ)，并結(jié)合本文的研究確定了順序耦合的求解方式，給出了耦合的場方程。

3、>　　 (2)利用ABAQUS進(jìn)行吸水仿真實(shí)驗(yàn)，并給出了含水率隨距離變化的曲線，對比真實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)論，證明ABAQUS有良好的可靠性和準(zhǔn)確性。
　　 (3)根據(jù)高放核廢料處置概念庫的模型，對非飽和膨潤土進(jìn)行水-力耦合數(shù)值模擬分析，給出不同時刻的飽和度、應(yīng)力和位移的空間分布云圖和隨時間變化曲線圖，并對重要參數(shù)進(jìn)行敏感性分析，得出達(dá)到初始飽和(Sr≥95％)和最終飽和所需時間對滲透系數(shù)較為敏感。
　　 (4)在水-力耦合分