泥岩各向异性热-水-力耦合特性——基于ATLAS Ⅲ现场加热试验

作者：马永尚; 陈卫忠; 龚哲; 于洪丹; 李翻翻; 李香玲

来源：岩土力学, 2018, 39(02): 426-444.

DOI：10.16285/j.rsm.2016.0371

• Boom clay
• 热-水-力耦合
• Drucker-Prager帽盖模型
• 损伤
• ATLAS Ⅲ现场加热试验

比利时放射性核废料地质备选场址Boom clay是一种典型的横观各向同性材料,在Drucker-Prager帽盖模型的基础上,构建了适用于Boom clay的横观各向同性特点的热-水-力耦合弹塑性本构模型,该模型可反映温度对其强度、弹性模量、渗透性等的影响,并在ABAQUS中进行了二次开发。为验证所建立模型的合理性,结合比利时HADES地下实验室ATLAS Ⅲ现场加热试验结果,应用所提出的模型对加热过程中围岩的温度和孔隙水压力的变化规律进行了数值仿真分析。结果表明:所建立的模型能够正确地描述现场加热试验过程中围岩温度场和孔压场所呈现出的各向异性特征,主要表现为热源水平面内测点的孔压在加热功率升高时先略为下降后才升高,在加热功率下降时先略为升高后才下降,而竖直面内测点的孔压在加热功率升高时立即升高,在加热功率下降时立即下降。研究成果表明,考虑各向异性的THM耦合分析能更好地反映加热过程中泥岩温度场和孔压场的实际分布情况,研究结果对类似工程或现场试验的设计、安全运行提供重要的决策依据。

• 单位
  中国科学院武汉岩土力学研究所; 岩土力学与工程国家重点实验室; 山东大学; 武汉市政工程设计研究院有限责任公司